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Real-world labs are witnessing continued growth and institutionalization in the field of transformation-oriented sustainability research, as well as in adjacent disciplines. With their experimental research agendas, these labs aim at sustainability transformations, however, there is still a need to improve the understanding of their impacts. Drawing from this Special Issue's contributions, we offer a broad overview of the impacts achieved by various real-world labs, highlight the diverse areas and forms of impact, and elucidate strategies as well as mechanisms for achieving impact. We present methodological advances, and address common challenges along with potential solutions for understanding and realizing impact.
Das Zusammenspiel von aufstrebenden Technologiefeldern eröffnet neue Potenziale für die Nachhaltigkeitstransformation. Gleichzeitig erzeugt es komplexe Umweltbelastungen, die bisher kaum sichtbar und noch weniger gestaltbar sind. Für eine nachhaltige Digitalisierung brauchen wir jetzt ein Verständnis für die ökologischen Wechselwirkungen des zukünftigen Digitalsystems. Am Beispiel der Machine Economy und der ihr zugrunde liegenden Technologien Internet of Things, Künstliche Intelligenz und Distributed Ledger Technologie bzw. Blockchain machen wir in diesem Forschungsbericht Umweltwirkungen transparent und Ansatzpunkte greifbar - damit Digitalisierung ganzheitlich ökologisch gestaltbar wird.
While digital technologies hold significant transformational potential, anecdotal evidence suggests that the digital transformation might not be directed towards sustainable development sufficiently. Drawing on a modified and extended version of the framework proposed by Wanzenböck et al. (2020), we explore the cases of the circular economy and the transition towards a sustainable energy system in the twin transition. Making use of insights from 20 expert interviews and two in-depth interviews, we aim to gain a first careful indication of the convergence/divergence in societal views on key problems and solutions across different dimensions (technological, economic, socio-cultural, regulatory) and derive insights for integrated policy-making. Thereby the study contributes to bridging the existing gap between mission-oriented policies and the twin transition. Overall, our first insights indicate that while showing high similarities in the structure of problems and solutions across cases, the variety in wickedness (contestation, complexity, uncertainty) calls for differentiated policy-making: Significant parts of the relatively young twin transition might be in a state of disorientation where societal views on problems and solutions diverge. This would require policy-makers to follow a "discovery-mode" (basic research, experiments and monitoring) with only selected diffusion-focused strategies. Further, we show that missions in the twin transition require highly flexible policy-making as different approaches need to be applied simultaneously. Finally, there are several options for exploiting synergies in policy-making due to some overlapping characteristics as well as learning opportunities between cases. We believe that particularly our holistic perspective on the twin transition can yield substantial guidance for researchers and policy-makers in the field.
In order to limit global warming and fulfill their contributions to the Paris agreement, both Germany and Japan have set targets for climate neutrality towards the middle of the century. Reaching these goals will imply transformation of all sectors of society to avoid all fossil greenhouse gas emissions, heavy industry not the least. The focus of this study is the transformation of the petrochemical industry. This sector can become climate neutral but cannot be "decarbonized", as carbon is integral to the chemical structures of the products like polymers and solvents. Reaching climate neutrality thus means that the whole lifecycle of the petrochemical products has to be regarded. Another specific challenge is today's synergetic relation of this industry to fossil transport fuel production, which cannot be maintained in a climate neutral world.
The two countries interestingly share a similar industrial structure overall, and the chemical and petrochemical industry is one of the major industries in both countries. The countries' respective chemical industries are the third and fourth largest in the world in terms of sales, but at the same time, these industries represent just over 5% of the respective countries' greenhouse gas emissions. However, these scope 1 emissions of the chemical industry itself are far less relevant than the end-of-life emissions of their products, which belong to scope 3 and are thus not counted under the chemical industry in the country greenhouse gas balances. To mediate these emissions, there is a need to set the direction, draw out paths and investigate possible alternatives for how the petrochemical industry can be become climate neutral. In this report, the existing scenario analyses, energy strategies and roadmaps dealing with this issue in the two countries are compared, as well as the current state of their petrochemical industries. We highlight similarities, differences and identify possible areas of cooperation and exchange in order to find robust paths forward for the transformation of the petrochemical industries.
Vor dem Hintergrund einer kontinuierlich zunehmenden Pro-Kopf-Wohnfläche und den damit verbundenen negativen Auswirkungen auf Klima und Umwelt sollen mit dieser Arbeit die Bundesförderprogramme auf deren Anreizwirkung bezüglich eines achtsamen Umgangs mit der Ressource Wohnfläche überprüft werden. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf den durch die Förderbank KfW durchgeführten Bundesförderprogrammen, die ein wichtiges Instrument der Nachhaltigkeitsstrategie des Bundes im Bereich Wohngebäude bilden. Mithilfe eines Screenings der aktuellen Förderprogramme der KfW sowie durch Gespräche mit Vertretenden der KfW soll kritisch beleuchtet werden, wie sich die derzeit verfolgten Leitbilder der Förderung im Wohngebäudebereich zu dem Leitbild einer achtsamen Wohnflächennutzung verhalten. Zudem sollen mögliche Anknüpfungspunkte für Suffizienzstrategien im Handlungsfeld Wohnfläche identifiziert und in den Kontext des aktuellen Sach- und Forschungsstands gestellt werden. Auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse soll gezeigt werden, wie Suffizienzstrategien im Handlungsfeld Wohnfläche anhand innovativen Modellvorhaben erprobt werden können, um daraus Erkenntnisse für die Bundesförderung abzuleiten.
In light of Egypt's transition to a green economy, this report focuses on reducing greenhouse gas (GHG) emissions and increasing resource efficiency along three different value chains in which small and medium-sized enterprises (SMEs) play a crucial role. In order to support SMEs in Egypt to take advantage of implementing greening options along value chains, more detailed analyses are needed. Therefore, the aim of this study is to analyse three selected supply chains to identify greening opportunities for SMEs. Against this background, the project report is structured as follows: Chapter 2 introduces the background with an overview over the concept of green economy followed by Egypt's economy and its green economy. This is followed by a presentation of the value chains and an overview of the respective sectors. Chapter 3 describes the research approach, methods and data collection. The following chapters examine the three selected value chains cotton, sugar beet and refrigerators, including environmental hot spots, greening options as well as the experts' evaluation of those greening options. The report concludes with key recommendations in Chapter 7.
Established in 2016, the German-Japanese Energy Transition Council (GJETC) strives to promote bilateral cooperation between Germany and Japan on energy transition. Among other studies and topical papers, an output paper in 2020 (Rauschen et al., 2020) already compared the energy efficiency in buildings in both countries with a particular focus on heating and cooling. One important finding of this output paper was that further efforts in the building sector are needed to improve the energy efficiency of buildings in Germany and Japan. Following the more ambitious climate protection targets in both countries, this study seeks to analyze the German and Japanese policies put in place to accelerate the decarbonization of the building sector. The decarbonization of the vast number of buildings that both Japan and Germany are facing will be a major contribution to achieving the GHG reduction targets of both countries and should continue to be discussed among experts and developed into a discussion among policy makers.
This report examines and compares the characteristics of the building stock in both countries, as well as existing policies and new strategies and policies that are planned or discussed to achieve energy conservation and decarbonization of buildings. The current shape of buildings, especially houses, is greatly influenced by the land area of the country corresponding to the available space for buildings, the natural environment surrounding the country, the natural resources available, and the lifestyle and cultural ideas that have been passed down and taken root over time. Therefore, it might be difficult to compare them and the corresponding strategies and policies with the same yardstick, so we also discuss common or deviant situations. Through this joint research, we aim to find each other's advantages and challenges and to develop useful and concrete policy recommendations that will contribute to decarbonization policies in both countries.
Mit verschiedenen Wohnbauoffensiven versuchen viele Kommunen dem vorherrschenden Wohnraummangel entgegenzuwirken. Der Neubau von Häusern nimmt viel Fläche in Anspruch und verbraucht viele Ressourcen. Dabei lässt sich ein Großteil des Wohnraumbedarfs durch bestehende Wohngebäude decken, wenn sich Menschen an biografischen Wendepunkten, wie etwa Auszug der Kinder, für kleinere Wohnflächen und alternative Wohnkonzepte entscheiden würden.
Das Projekt OptiWohn ging darum der Frage nach, wie eine optimierte Nutzung der Wohnfläche proaktiv gefördert werden kann. Herzstück bildet die Entwicklung und Gründung von kommunalen Wohnraumagenturen. Sie identifizieren Wohnraumbedarfe im Quartier, bieten Beratung für Wohnungssuchende an, vermitteln alternative Wohnungen oder initiieren Angebote zum Wohnungstausch.
Neben dem Beratungs- und Förderangebot zur Optimierung der Wohnflächennutzung in den Städten Köln, Göttingen und Tübingen wurden die Ergebnisse in kommunale Handlungsempfehlungen übertragen, die neben Städten und Kommunen auch weitere Akteure ansprechen sollen. Darüber hinaus entwarfen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein bundesweites Förderprogramm für flächeneffizientes Wohnen.
Für Deutschland und viele Industrieländer weltweit wird der Import von grünem Wasserstoff ein zentraler Baustein auf dem Weg zur Klimaneutralität sein. Dabei muss einerseits gewährleistet sein, dass grüner Wasserstoff auch wirklich "grün" im Sinne von klimaneutral ist. Zugleich gibt es immer mehr Forderungen, dass auch andere Nachhaltigkeitskriterien - soziale, ökonomische und ökologische - bei der Produktion und dem Transport von Wasserstoff eingehalten werden. Der politisch getriebene Aufbau einer globalen Wasserstoffwirtschaft bietet von Anfang an die Möglichkeit, diesen Sektor in Einklang mit den bestehenden politischen Zielen zu bringen. Dazu zählen beispielsweise die Pariser Klimaziele oder die Agenda 2030. Die Industrienation Deutschland, die auch in Zukunft auf Energieimporte angewiesen sein wird, kann hier als führende Industrienation als Vorreiter Einfluss nehmen. Damit kann nicht nur sichergestellt werden, dass der nach Deutschland importierte Wasserstoff "grün und nachhaltig" ist, sondern auch die Nachhaltigkeit des globalen Wasserstoffmarktes insgesamt beeinflusst werden.
Diese Kurzstudie untersucht, welche bereits existierenden Politikinstrumente geeignet sind, Nachhaltigkeitskriterien für Wasserstoffimporte zu verankern und im Zusammenspiel den Weg zu einem nachhaltigen globalen Wasserstoffmarkt zu unterstützen. Dabei werden ausschließlich Nachhaltigkeitsziele und -kriterien jenseits der Klimawirkung von Wasserstoff analysiert. Es ist unbestritten, dass das zentrale Ziel der Wasserstoffwirtschaft die Reduktion von Treibhausgasen bis hin zur Klimaneutralität ist, was bereits in einer Vielzahl von Studien und Stellungnahmen diskutiert wurde. Daher wird in dieser Studie von der Klimaneutralität des grünen Wasserstoffs ausgegangen, um den Fokus auf die anderen wesentlichen Nachhaltigkeitsaspekte zu lenken, die für den Import von grünem und nachhaltigen Wasserstoff aus dem Globalen Süden von entscheidender Bedeutung sind.
Der hier vorliegende Klimaschutz-Aktionsplan 2030 für die Stadt Mannheim beschreibt Maßnahmen und Reduktionspfade für eine Minderung der Treibhausgasemissionen auf Mannheimer Stadtgebiet zur Erreichung der Klimaneutralität im Jahr 2030. Die Basis hierfür bildet die Energie- und CO2-Bilanz aus dem Jahr 2020.
In einem ersten Schritt wurden mit dem wissenschaftlichen Begleitkreis mögliche Reduktionspfade in den verschiedenen Sektoren und eine Definition für den Begriff der Klimaneutralität diskutiert. Mit dem Lenkungskreis wurden im nächsten Schritt acht Handlungsfelder festgelegt, für die in einzelnen Strategiegruppen die Maßnahmen entwickelt wurden. Weitere Vorschläge kamen aus der begleitenden öffentlichen Beteiligung. In diesem breit angelegten Beteiligungsprozess sind letztlich 81 Maßnahmen in acht thematischen Handlungsfeldern entstanden, von denen 34 als Maßnahmen von besonderer Priorität definiert wurden.
Gaining deep leverage? : Reflecting and shaping real-world lab impacts through leverage points
(2024)
Real-world laboratories (RwLs) are gaining further traction as a means to achieve systemic impacts towards sustainability transformation. To guide the analysis of intended impacts, we introduce the concept of leverage points, discerning where, how, and to what end RwLs intervene in systems. Building on conceptual reasoning, we further develop our argument by exploring two RwL cases. Examining RwLs through the lens of the leverage points opens the way for a balanced and comprehensive approach to systemic experimentation. We invite RwL researchers and practitioners to further advance RwLs' transformative capacity by targeting the design and emerging direction of a system, contributing to a culture of sustainability.
Ways of evaluating the societal impact of real-world labs as a transdisciplinary and transformative research format are under discussion. We present an evaluation approach rooted in structuration theory, with a focus on structure-agency dynamics at the science-society interface. We applied the theory with its four modalities (interpretation schemes, norms, allocative and authoritative resources) to the case of the Mirke neighbourhood in Wuppertal, Germany. Six projects promoted the capacity for co-productive city-making. The effects of the projects were jointly analysed in a co-evaluation process. Previously proposed subcategories of the modalities as an empirical operationalisation were tested and confirmed as being applicable. Five new subcategories were generated. The use of the modalities seems appropriate for co-evaluation processes. The tool is practical, focused on real-world effects, and suitable for transdisciplinary interpretation processes. We encourage further empirical testing of the tool, as well as development of the subcategories.
This paper presents a novel governance concept for sustainable development, introducing the "Safe System Approach" as a transformative model that shifts focus from individual behavioural change to systemic transformation. This approach challenges traditional governance models that emphasize individual responsibility in achieving sustainable development and decarbonization. Instead, it advocates for creating an enabling environment that inherently guides individuals and communities towards sustainable actions. The Safe System Approach is centred on delivering low-carbon services across essential sectors, including electricity, mobility, industry, buildings, human settlements, and agriculture, thereby embedding sustainability as a default choice in societal systems. Drawing parallels with successful models in road safety, the paper explores the potential of this approach in urban development and climate action. It emphasizes the need for a broad coalition and integrated approaches in managing shared resources, highlighting the significance of systemic adjustments over individual behavioral change. By proposing a structure where sustainability is facilitated by the system's design, the paper builds on key concepts from seminal works by scholars like Garrett Hardin, Mancur Olson, Elinor Ostrom, and Ahrend Lijphart. It discusses the challenges and opportunities in creating safe operating spaces for sustainable development, emphasizing the need for multi-actor, multilevel governance systems that can manage shared resources sustainably and are resilient to political volatility. The paper aims to offer a robust, efficient, and inclusive pathway to sustainable development, contributing to the global discourse on environmental and social resilience.
Städte und damit auch ihre Straßen wurden in den vergangenen Jahrzehnten stark nach dem Leitbild einer autogerechten Stadt geplant. Heute besteht ein weitgehender Konsens darüber, dass sich Städte bzw. Straßen wandeln müssen, um sich an die Folgen des Klimawandels anzupassen, und dass die Verkehrswende nur mit angepassten städtischen Verkehrsinfrastrukturen, die aktive Mobilitätsformen fördern, gelingen kann. Dennoch kommt es bei konkreten Projekten vor Ort häufig zu gesellschaftlichen und politischen Widerständen. Vor diesem Hintergrund beschreibt dieser Beitrag einen dreistufigen kollaborativen Beteiligungs- und Planungsprozess mit der Zivilgesellschaft, der Stadtverwaltung und der Kommunalpolitik für den Umbau einer Quartiersstraße in Dortmund. Ziel des Prozesses war es, die Zieldimensionen Verkehrswende, Aufenthaltsqualität und Klimaresilienz (blau-grüne Infrastrukturen) integriert zu betrachten, um eine gleichermaßen ambitionierte wie gesellschaftlich tragfähige Planung zu entwickeln. Der Beitrag beschreibt die empirischen Arbeiten und Befunde, stellt dar, wie die Rückmeldungen aus dem Beteiligungs- und Planungsprozess in die Planungsentwürfe integriert wurden, und reflektiert den Einsatz von Visualisierungen und Straßenexperimenten als Instrumente für eine kollaborative Planung.
Innovative Finanzierungskonzepte wie Solar und Spar-Bürgercontracting belegen, dass ein riesiges Einsparpotenzial an Schulen wirtschaftlich erschlossen werden könnte. Doch bislang passiert zu wenig, um dieses auch zu nutzen. Das Projekt Schools4Future zeigt, wie Schulen eigenständig eine CO2-Bilanz erstellen können, um nicht nur eigene Klimaschutzmaßnahmen umzusetzen, sondern auch, um der Politik zu zeigen, wo dringender Handlungsbedarf besteht.
Angesichts von Extremwetterereignissen, Klimaprognosen und Bewegungen wie Fridays for Future lässt sich schwer leugnen, dass ein Teil der Menschheit auf eine Weise lebt, die eine gut bewohnbare Welt höchst unwahrscheinlich macht. Städten wird in dieser Situation eine zentrale Rolle zugeschrieben. Sie können die Welt vor der Erderwärmung retten - oder sie sind die Ersten, die untergehen. Doch was genau wird getan, um Städte in Richtung Nachhaltigkeit zu transformieren? Britta Acksel nimmt Aktionspläne, Klimafestivals, Awards und weitere Transformationsinstrumente in den Blick. Ethnographisch fundiert zeigt sie auf, wie sich die Arbeit mit dieser speziellen Form von Policy-Werkzeugen gestaltet - und welche Bemühungen besonders aussichtsreich erscheinen.
Die schnelle und umfassende Emissionsminderung in der Energie- und Kreislaufwirtschaft ist der Schlüssel für die Begrenzung der Erderwärmung auf unter 2 °C. In Deutschland werden entsprechende Politiken seit den 1990er-Jahren verfolgt, allerdings erst in jüngster Vergangenheit mit dem notwendigen Nachdruck und der notwendigen Orientierung hin zu mehr Marktmechanismen. Wesentliche Handlungsfelder sind Energieeinsparung und erhöhte Energieeffizienz, Umstieg auf erneuerbare Energien, Bepreisung von Klimagasen sowie eine Reduzierung und Schließung der Stoffkreisläufe. In allen Handlungsfeldern sind Grundlagen geschaffen, es bleibt jedoch der Großteil des Weges noch zu gehen, um Klimaneutralität zu erreichen. Für einen schnellen Fortschritt spielen neben der Überwindung der technischen, ökonomischen und organisatorischen Herausforderungen auch Verteilungsfragen und die Einbettung in internationale Maßnahmen eine zunehmende Rolle.
Deutschlands Haushalte werden, zu Beheizungszwecken, zu 70 % leitungsgebunden versorgt: 50 % mit Erdgas und 14 % mit Fernwärme; 5 % mit Elektrizität, davon je die Hälfte noch mit Nachtspeicherheizung, die andere Hälfte mit Wärmepumpen. So war es 2021. So wird es in Zukunft nicht sein, denn Erdgas ist ein Energieträger fossiler Herkunft. Dessen Nutzung geht in den nächsten beiden Jahrzehnten gen Null. Die Frage ist, was das für die Erdgasleitungen in Deutschland bedeutet.
Direct air capture (DAC) combined with subsequent storage (DACCS) is discussed as one promising carbon dioxide removal option. The aim of this paper is to analyse and comparatively classify the resource consumption (land use, renewable energy and water) and costs of possible DAC implementation pathways for Germany. The paths are based on a selected, existing climate neutrality scenario that requires the removal of 20 Mt of carbon dioxide (CO2) per year by DACCS from 2045. The analysis focuses on the so-called "low-temperature" DAC process, which might be more advantageous for Germany than the "high-temperature" one. In four case studies, we examine potential sites in northern, central and southern Germany, thereby using the most suitable renewable energies for electricity and heat generation. We show that the deployment of DAC results in large-scale land use and high energy needs. The land use in the range of 167-353 km2 results mainly from the area required for renewable energy generation. The total electrical energy demand of 14.4 TWh per year, of which 46% is needed to operate heat pumps to supply the heat demand of the DAC process, corresponds to around 1.4% of Germany's envisaged electricity demand in 2045. 20 Mt of water are provided yearly, corresponding to 40% of the city of Cologne's water demand (1.1 million inhabitants). The capture of CO2 (DAC) incurs levelised costs of 125-138 EUR per tonne of CO2, whereby the provision of the required energy via photovoltaics in southern Germany represents the lowest value of the four case studies. This does not include the costs associated with balancing its volatility. Taking into account transporting the CO2 via pipeline to the port of Wilhelmshaven, followed by transporting and sequestering the CO2 in geological storage sites in the Norwegian North Sea (DACCS), the levelised costs increase to 161-176 EUR/tCO2. Due to the longer transport distances from southern and central Germany, a northern German site using wind turbines would be the most favourable.
This paper examines the current and prospective greenhouse gas (GHG) emissions of e-fuels produced via electrolysis and Fischer-Tropsch synthesis (FTS) for the years 2021, 2030, and 2050 for use in Germany. The GHG emissions are determined by a scenario approach as a combination of a literature-based top-down and bottom-up approach. Considered process steps are the provision of feedstocks, electrolysis (via solid oxide co-electrolysis; SOEC), synthesis (via Fischer-Tropsch synthesis; FTS), e-crude refining, eventual transport to, and use in Germany. The results indicate that the current GHG emissions for e-fuel production in the exemplary export countries Saudi Arabia and Chile are above those of conventional fuels. Scenarios for the production in Germany lead to current GHG emissions of 2.78-3.47 kgCO2-eq/L e-fuel in 2021 as the reference year and 0.064-0.082 kgCO2-eq/L e-fuel in 2050. With a share of 58-96%, according to the respective scenario, the electrolysis is the main determinant of the GHG emissions in the production process. The use of additional renewable energy during the production process in combination with direct air capture (DAC) are the main leverages to reduce GHG emissions.
Demand-side mitigation strategies have been gaining momentum in climate change mitigation research. Still, the impact of different approaches in passenger transport, one of the largest energy demand sectors, remains unclear. We couple a transport simulation model to an energy system optimisation model, both highly disintegrated in order to compare those impacts. Our scenarios are created for the case of Germany in an interdisciplinary, qualitative-quantitative research design, going beyond techno-economic assumptions, and cover Avoid, Shift, and Improve strategies, as well as their combination. The results show that sufficiency - Avoid and Shift strategies - have the same impact as the improvement of propulsion technologies (i.e. efficiency), which is reduction of generation capacities by one quarter. This lowers energy system transformation cost accordingly, but requires different kinds of investments: Sufficiency measures require public investment for high-quality public services, while efficiency measures require individuals to purchase more expensive vehicles at their own cost. These results raise socio-political questions of system design and well-being. However, all strategies are required to unleash the full potential of climate change mitigation.
Der Übergang zu einer nachhaltigen Gesellschaft ist eng mit der Neuausrichtung des gegenwärtigen Wirtschaftssystems verknüpft. Ein alternatives Wirtschaftsmodell ist die sogenannte Kreislaufwirtschaft, die vom Gedanken geleitet wird, Produkte, Materialien und Rohstoffe so lange wie möglich in hochwertiger Form zu nutzen und so Stoffkreisläufe zu erzeugen. Diese Wirtschaftsform ist von enger Kooperation und Informationsaustausch zwischen Unternehmen geprägt: Über bestehende Handelsbeziehungen hinaus müssen Unternehmen gemeinsame Infrastrukturen, Datensysteme und Wertschöpfungsketten aufbauen, die Klima- und Umweltschutz möglichst effektiv fördern und den Übergang zu einem zirkulären Ökosystem ermöglichen. Unternehmerische Kooperationen können jedoch sowohl kartellrechtlich als auch aus Sicht von Nachhaltigkeit problematisch sein - dies lässt sich mit der Gefahr des Lock-Ins nicht-nachhaltiger Geschäftsmodelle oder des Greenwashings erklären. Hierdurch könnte die Verwirklichung einer Kreislaufwirtschaft erschwert werden. Es stellt sich somit die Frage, unter welchen Voraussetzungen unternehmerische Kooperationen zum Zwecke der Förderung von Nachhaltigkeit bzw. Kreislaufwirtschaft unbedenklich sein können. In den letzten Jahren haben sich Kartellbehörden intensiver mit dem Spannungsverhältnis zwischen Kartellrecht und Nachhaltigkeit beschäftigt. Dabei haben sie unter anderem Art. 101 AEUV näher beleuchtet, Leitlinien angepasst und insgesamt versucht, Aspekte von Nachhaltigkeit in kartellrechtliche Prüfungen zu integrieren. Beispielsweise haben die Europäische Kommission, das deutsche Bundeskartellamt, die niederländische Autoriteit Consument & Markt oder die griechische Hellenic Competition Commission bereits Ansätze eruiert und weisen z.T. einschlägige Entscheidungspraxis auf. Besondere Schwierigkeiten bereiten dabei die effektive Verortung ökologischer Vorteile in kartellrechtlichen Prüfungen, ihre Erfassung als Effizienzvorteil im kartellrechtlichen Sinne, die Beteiligung von Verbraucher*innen an diesen Effizienzvorteilen sowie die Quantifizierung ökologischer Vorteile. Die bestehende kartellrechtliche Regulatorik muss der Berücksichtigung von Aspekten der Nachhaltigkeit nicht zwingend im Wege stehen - vielmehr bietet der bestehende kartellrechtliche Rahmen durchaus die Möglichkeit, Aspekte von Nachhaltigkeit zu integrieren. Neue Impulse weisen eine Tendenz dahingehend auf, Aspekten von Nachhaltigkeit im Rahmen der Rechtfertigung eine wichtigere Stellung einzuräumen, sodass unternehmerische Kooperationen teilweise erleichtert werden können.
Die große Herausforderung der Industrietransformation ist von besonderer Bedeutung für Nordrhein-Westfalen als eine der wichtigsten Industrieregionen Deutschlands und Europas, in der etwa die Hälfte der Anlagen der energieintensiven Grundstoffindustrie Deutschlands verortet sind und in der die industrielle Produktion wirtschaftlich eine besonders große Rolle spielt. Gleichzeitig kann eine gelingende Transformation der Industrie in NRW als Blaupause für andere Regionen dienen. Der vorliegende Bericht stellt die Ergebnisse des Forschungsprojekts SCI4climate.NRW 2018-2022 dar, welches die Industrietransformation in NRW wissenschaftlich begleitet und untersucht hat.
Die Akzeptanz von grünem Wasserstoff in Nordrhein-Westfalen : Status quo und Handlungsempfehlungen
(2023)
Nordrhein-Westfalen (NRW) ist Heimat energieintensiver Industrien wie der Stahl- und Chemieindustrie. Künftig wird grüner Wasserstoff notwendig sein, damit die Industrie in NRW Klimaneutralität erreichen kann. Die Herausforderungen hierbei sind jedoch vielfältig - auch wenn die Akzeptanz für grünen Wasserstoff sowohl in der Gesellschaft als auch bei unmittelbar beteiligten Akteursgruppen hoch ist. Die Autor*innen fassen in diesem In Brief die Ergebnisse von zwei durchgeführten Akzeptanzstudien zu grünem Wasserstoff in NRW zusammen und diskutieren, welche Handlungsempfehlungen sich daraus ergeben.
Akzeptanz von industriellem CCS in Nordrhein-Westfalen : Empfehlungen für Politik und Industrie
(2023)
Für die Landesregierung Nordrhein-Westfalen (NRW) ist die industriell genutzte Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (engl. industrial carbon capture and storage, kurz iCCS) ein zentraler Baustein für den Übergang zu einer klimaneutralen Industrie bis 2045. Dafür braucht es aber eine breite gesellschaftliche Akzeptanz - zumal Pläne zur CO2-Abscheidung bei Kohlekraftwerken vor über zehn Jahren schon einmal an mangelnder gesellschaftlicher Akzeptanz gescheitert sind. In diesem In Brief haben die Autor*innen die Ergebnisse von zwei durchgeführten Akzeptanzstudien zu iCCS in NRW zusammengefasst und diskutieren, welche Handlungsempfehlungen sich daraus ergeben.
Das Bundesministerium für Wissenschaft und Klimaschutz (BMWK) möchte innovationsfreundliche Rahmenbedingungen für Reallabore schaffen. Im Sommer 2023 hat es dazu ein Grünbuch Reallabore veröffentlicht und einen Konsultationsprozess für ein Reallabore-Gesetz eingeleitet. Das Netzwerk Reallabore der Nachhaltigkeit begrüßt die Initiative, sieht aber zugleich erheblichen Gestaltungsbedarf. Die NaWis-Mitglieder unterstützen die hier vorgestellte Position des Netzwerks.
The co-operation between municipalities and civil society actors and their independent impulses for urban development are discussed under the terms of co-production and city-making. This article summarises these activities as co-productive city-making (koSM). Forms of as well as advantages and disadvantages of koSM have been discussed in research and practice so far, but analyses of the longitudinal genesis of these activities and their significance for the development of a specific area are rare. This article uses the longitudinally collected, mixed-method data of a constellation analysis of the development of the Mirke neighbourhood in Wuppertal/Germany. Based on four points in time, the dynamics as well as the spatial development of the koSM can be presented - individually and in comparison to other developments. It can be seen that the koSM in the Mirke has grown at an above-average and dynamic rate and can accordingly be interpreted as a motor of neighbourhood development. Main actors and locations are identified. The study is the basis for a follow-up work analysing the reasons and structural effects of the koSM. The koSM is discussed both in its interrelations with municipal action and in its significance for integrated and sustainable urban development. The method of constellation analysis is critically discussed with regard to the relationship between effort and benefit.
A clear understanding of socio-technical interdependencies and a structured vision are prerequisites for fostering and steering a transition to a fully renewables-based energy system. To facilitate such understanding, a phase model for the renewable energy (RE) transition in MENA countries has been developed and applied to the country case of Morocco. It is designed to support the strategy development and governance of the energy transition and to serve as a guide for decision makers. Such a phase model could be shared widely as part of Morocco's engagement in international platforms of multilateral collaboration, such as the Energy Transition Council (chaired by the United Kingdom (UK) and managed by the British Embassy - Rabat).
The analysis shows that Morocco has fully embarked on the energy transition. According to the MENA phase model, Morocco can be classified as being in the second phase "System Integration of Renewables". Nevertheless, Morocco plans to considerably increase the use of natural gas in order to back up intermittent solar and wind energy sources. The diversification of energy sources and a diverse portfolio of storage options, including solar thermal power and hydrogen, can foster flexibility options. To this end, a roadmap for power-to-X (PtX) should be considered for a smooth transition of the Moroccan energy supply and demand system.
The expansion of local REs can significantly contribute to reducing Morocco's high fossil fuel imports that are causing a high fiscal burden. With this regard, energy security can be strengthened. Next to large-scale deployment, decentralisation of the energy system must be built to encourage an energy transition on all societal levels. The results of the analysis along the transition phase model towards 100% RE are intended to stimulate and support the discussion on Morocco's future energy system by providing an overarching guiding vision for energy transition and the development of appropriate policies.
The project "Plastic Credits - Financing the Transition to the Global Circular Economy" supports the implementation of a waste management structure in India's rural regions. By that it aims to improve the current waste collection and treatment structures in the pilot regions Goa, Maharashtra, and Kerala. Herein, the project focuses on low value plastics (LVP), and especially multi-layer plastics (MLP), that have no market value. In order to analyze the environmental impacts of the project, an Environmental Impact Assessment (EIA) was conducted. The considered environmental components comprise: greenhouse gas emissions, usage of primary resources, impacts on marine and terrestrial wildlife, standard of living, and economic costs.
A clear understanding of socio-technical interdependencies and a structured vision are prerequisites for fostering and steering a transition to a fully renewables-based energy system. To facilitate such understanding, a phase model for the renewable energy (RE) transition in the Middle East and North Africa (MENA) countries has been developed and applied to the country case of Jordan. It is designed to support the strategy development and to serve as a guide for decision-makers.
The analysis shows that Jordan has taken essential steps towards a RE transition. According to the MENA energy transition phase model, Jordan can be classified as being in a transitional stage between the first phase, "Take-Off Renewables", and the second phase, "System Integration". However, fossil fuels continue to play a dominant role in the Jordanian energy sector, and the fluctuating world market prices for fossil fuels impact the economy.
The expansion of domestically produced RE could significantly contribute to reducing Jordan's high imports of fossil fuels. This simultaneously increases energy security and reduces the trade deficit. To move towards a sustainable energy system, Jordan needs to embrace comprehensive flexibility measures. These include developing storage options, improving load management, upgrading the existing grid infrastructure, enhancing energy efficiency, exploring the electrification of end use sectors, and creating strong cooperation between stakeholders.
Um die Treibhausgasneutralität bis 2045 zu erreichen, wird unter anderem erforderlich sein, dass die Industrie klimaneutrale Produktionsweisen entwickelt und umsetzt. Damit einher gehen gesellschaftliche Aushandlungsprozesse darüber, welche neuen Technologien eingesetzt werden und welche Auswirkungen vor Ort akzeptiert werden. Das Ausmaß an Akzeptanz gegenüber Technologien oder Infrastrukturen beeinflusst neben anderen Faktoren die spezifische Ausgestaltung der Transformation. Mangelnde Akzeptanz kann die Entwicklung von Transformationspfaden verlangsamen oder gar verhindern, und zu Protesten, beispielsweise von lokalen Initiativen oder von etablierten Klimaschutz- und Umweltverbänden, führen.
Dieses Wuppertal Paper stellt die Frage in den Fokus, welchen Einfluss Protestbewegungen auf öffentliche Akzeptanz haben bzw. haben könnten. Grundlage dafür sind empirische Ergebnisse aus dem Projekt Protanz.NRW zu Protesten und Akzeptanz im Kontext der Industrietransformation in NRW. Darauf aufbauend wird ein Protest-Akzeptanz-Modell entwickelt und es werden Hypothesen abgeleitet, wie unterschiedliche Protestgruppen die öffentliche Akzeptanz von Technologien für die Industrietransformation in NRW beeinflussen können. Abschließend werden Handlungsempfehlungen für Politik und Industrie abgeleitet sowie Forschungsbedarfe aufgezeigt.
Reaching net-zero in the chemical industry : a study of roadmaps for industrial decarbonisation
(2024)
Striving to mitigate climate change, the European Union has adopted net-zero greenhouse gas emissions as a target for 2050. In this paper, European chemical industry roadmaps from the past six years are assessed and compared to uncover how the industry envisions its role in the transition to net-zero emissions. The roadmaps are assessed in terms of ambition level, technology and feedstock strategies, investment needs and costs, agency and dependency on other actors, as well as timeline and concretion. Although net-zero pathways are often drawn out in the roadmaps, some also choose to emphasize and argue for less ambitious pathways with emission reductions of only 40-60 %. The roadmaps vary widely in terms of the importance they assign to mechanical and chemical recycling, switching to biogenic carbon and carbon dioxide as feedstock, electrification and hydrogen, and carbon capture and storage. A commonality though, is that low-tech or near-term mitigation pathways such as demand reduction, reuse or material efficiency are seldom included. High investment needs are generally highlighted, as well as the need for policy to create enabling conditions, whereas the agency and responsibility of the chemical industry itself is downplayed. Our analysis highlights that the chemical industry does not yet have a strong and shared vision for pathways to net-zero emissions. We conclude that such a future vision would benefit from taking a whole value chain approach including demand-side options and consideration of scope 3 emissions.
Biodiversity is under threat all over the planet. Implementing sustainable out-of-home catering (OHC) is a key way to reduce the environmental impact of the agri-food sector. Thus far, there have been no studies that show the impact of food on biodiversity at the menu level in Germany. This means that neither commercial kitchens nor their patrons can record the biodiversity impact of the menus or dishes served there. This article describes the development of an assessment framework and some initial findings. The framework was developed on the basis of a systematic literature review and expert interviews. Taking this as a starting point, an indicator-based approach was developed with a focus on land use. The approach was then validated by assessing recipes used at OHC facilities. The results show that using the BiTe Biodiversity Index (BBI) that was developed, it is possible to assess the biodiversity impacts of meals and optimize them at the level of the dish. The article outlines the possible areas for improvement. Overall, it is clear that this approach can already be used in the OHC context today.
In Deutschland werden jährlich über sieben Millionen gebrauchte Matratzen entsorgt, die überwiegend verbrannt und nur zu einem Bruchteil recycelt werden. Dieser lineare Ansatz belastet die Ressourcen, erhöht die Emissionen und birgt Umweltrisiken. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, kann die erweiterte Herstellerverantwortung (Extended Producer Responsibility, EPR) als Instrument zur Umsetzung einer Kreislaufwirtschaft dienen. In dieser Masterarbeit wird daher untersucht, wie ein EPR-System für Matratzen in Deutschland gestaltet sein sollte, um Kreisläufe effizient zu schließen. Gleichzeitig zielt diese Thesis darauf ab, die damit verbundenen Anforderungen und Herausforderungen bei der Umsetzung eines solchen Systems zu identifizieren.
Zur Beantwortung der Forschungsfragen wurden mithilfe von Expert*innen-Interviews und einer umfassenden Literaturrecherche drei EPR-Modelle entwickelt und anhand von ausgewählten Kriterien bewertet. Die Ergebnisse der Bewertung ergaben, dass ein Modell präferiert werden sollte, in dem eine sogenannte Producer Responsibility Organisation (PRO) gebündelt die Verantwortung der Hersteller übernimmt. Ein solches System würde unter anderem eine angemessene Kontrolle ermöglichen und Anreize für Forschung und Entwicklung im Bereich der Recyclingtechnologien und des zirkulären Designs der Matratzen schaffen. Obwohl die Datenlage über Altmatratzen und deren Verwertung in Deutschland derzeit noch begrenzt sind und die hier präsentierten Ergebnisse von der gewählten Methodik abhängen, dient diese Masterarbeit als erste Grundlage für die weitere Entwicklung eines EPR-Systems für Matratzen in Deutschland.
Fortschreitende Digitalisierung und zunehmende Internationalisierung von Märkten bergen Herausforderungen für Unternehmen mit traditionell geprägten Arbeits- und Fertigungsstrukturen. Um den steigenden Anforderungen gerecht zu werden, sollten in diesen Unternehmen die digitale Arbeitsfähigkeit und Kompetenzen für Agilität ausgebaut werden. Dieser Beitrag beschreibt die Konzeption einer digitalen Plattform zur Steigerung derartiger Kompetenzen in kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU). Die digitale Kompetenzplattform soll insbesondere produzierenden KMU strukturschwacher Regionen helfen, ihre Agilität zu steigern und so zur Innovations- und Zukunftsfähigkeit des Unternehmens beitragen.
Die Schaffung von bezahlbarem und sozial gerechtem Wohnraum stellt eine zentrale Herausforderung der nachhaltigen Stadtentwicklung dar. Zur Begegnung dieser Herausforderungen spielen innovative Wohnformen wie gemeinschaftliche Wohnprojekte eine bedeutende Rolle, da sie vielfältige soziale Nachhaltigkeitsaspekte aufweisen und dadurch zu einer nachhaltigen Stadtentwicklung beitragen können. In diesem Kontext bleibt die Frage offen, ob die Gemeinschaften in Wohnprojekten nach ihrer Gründung beständig bleiben. Das Ziel der Arbeit war die Beantwortung der folgenden Forschungsfrage: "Wie können gemeinschaftliche Wohnprojekte dauerhaft in Bezug auf ihre Weiterentwicklung bestehen bleiben und somit langfristig eine nachhaltige Stadtentwicklung unterstützen?"
Zur Beantwortung der Forschungsfrage wurde eine qualitative Studie in Form von narrativen Interviews mit Bewohner:innen gemeinschaftlicher Wohnprojekte durchgeführt. Die Ergebnisse aus Literatur und Praxis konnten acht besonders relevante Faktoren für die Beständigkeit von gemeinschaftlichen Wohnprojekten identifizieren: Soziale Durchmischung, Organisationsstruktur, Gemeinschaftspflege, Vertrauen, Soziales Netzwerk, Kommunikationskultur, gelebte Nachhaltigkeit, Flexibilität und Anpassungsfähigkeit. Diese Faktoren ermöglichen eine nachhaltige und anpassungsfähige Gemeinschaft, welche zu einer nachhaltigen Stadtentwicklung beitragen kann. Dafür sollten gemeinschaftliche Wohnprojekte ihre vorhandenen Potenziale weiterhin ausbauen.
Case study on the German discourse of industry decarbonisation : a discourse network analysis
(2023)
The adoption of the Paris Agreement in 2015 and the passing of the Climate Action Law in Germany in 2019 established the legal need for the basic material industry in Germany to decarbonise. For the industry sector, the target is sets at a 49-51% GHG reduction by 2030 compared to 1990. Even though the sector specific targets are likely to become obsolete, a Hydrogen Strategy, Industry Strategy and Climate Protection Contracts are currently being developed or elaborated on. These are to further ensure and enable the basic material industry in Germany to decarbonise. These developments are emphasising the relevance of studying the industry decarbonisation at the time of conducting this research.
As the institutionalisation of the industry decarbonisation is influenced by discourse, the analysis of the discourse is an important tool for studying the power effects produced by and built into the discourse. This is the first research aiming to provide a structured analysis of the discourse on industry decarbonisation in Germany. Drawing on discourse analysis and the Multilevel-Perspectives framework, this research investigated the power and dominance of storylines to influence the discourse of the industry transformation towards decarbonisation. In this research insights were obtained into the storylines used in this discourse, the actors who are part of this discourse, the frequency of storylines used and the percentage of actors making use of these storylines. Additionally, insights were generated into the discursive network and potential coalitions.
This research made use of the Discourse Network Analysis software in combination with Visone and Excel for data collection, analysis, and visualisation. Based on 117 documents of various categories from the years 2012 to 2023, the discourse on German industry decarbonisation is discovered to be dominated by storylines of mainly technological or economic nature. The general sentiment discovered by the different actors is positive with the storylines focusing on establishing the conditions for the industry to decarbonise and no resistance being communicated. The discourse is furthermore dominated by most storylines. 18 out of 27 storylines are being used by more than 56% of all actors. The high overlap in storyline indicates discursive homogeneity. The homogeneity is further indicated through the lack of emerging discourse coalitions and the therewith connected lack of struggles for discursive dominance. One coalition can be defined with some actors being deeper involved and some being less involved in the discourse.
As decisions on the transition path for Germany's industry to decarbonise are still to be taken the lack of discursive struggles has come to my surprise. In the discussion I reflect on how the positive sentiment, the discursive homogeneity and the great number of dominant storylines may come about.
Im September 2023 sind zwei wenig ermutigende Untersuchungen veröffentlicht worden: Das Klimasekretariat der Vereinten Nationen macht in seinem Report zur ersten Globalen Bestandsaufnahme (Global Stocktake) deutlich, dass die bisher zugesagten nationalen Klimaschutzbeiträge bei weitem nicht genügen, um die Pariser Klimaschutzziele zu erreichen. Auch das Update zur Einhaltung der planetaren Grenzen fällt ernüchternd aus: In sechs von neun Bereichen sind die Grenzen teils weit überschritten - auch in Bezug auf den Klimawandel.
Allerdings reichen die ergriffenen Klimaschutzmaßnahmen nicht aus, um die gesteckten Ziele zu erreichen. Suffizienzstrategien und -politik können den Wandel bringen - bei Konsum, Gebäuden, Verkehr, Kreislaufwirtschaft und Energie, wie der Zukunftsimpuls zeigt.
The international architecture competition Solar Decathlon Europe was held in Wuppertal in 2022 and focused on sustainable building and living in the city. The student teams participating in the competition developed buildings that would enable climate-friendly living and be tailored to the "Mirke" district in Wuppertal and the individual needs of the residents in this neighborhood. Not only the neighborhood was the focus of the competition, but also the residents of the Mirke district were involved in the project through a neighborhood panel. As part of the Mirke neighborhood panel, three survey waves were conducted between May 2021 and August 2022. The results and insights gained from the neighborhood panel were incorporated into the project and shared with the architectural teams participating in the competition. In addition, the results were shared and discussed with the urban development department of the city of Wuppertal, local initiatives, and other partners in the neighborhood.
Strengthening global climate governance and international cooperation for energy‐efficient buildings
(2023)
Buildings constitute one of the main GHG emitting sectors, and energy efficiency is a key lever to reduce emissions in the sector. Global climate policy has so far mostly focused on economy-wide emissions. However, emission reduction actions are ultimately sectoral, and opportunities and barriers to achieving emission reductions vary strongly among sectors. This article therefore seeks to analyse to what extent more targeted global governance may help to leverage mitigation enablers and overcome barriers to energy efficiency in buildings. To this end, the article first synthesises existing literature on mitigation enablers and barriers as well as existing literature on how global governance may help address these barriers ("governance potential"). On this basis, the article analyses to what extent this governance potential has already been activated by existing activities of international institutions. Finally, the article discusses how identified governance gaps could be closed. The analysis finds that despite the local characteristics of the sector, global governance has a number of levers at its disposal that could be used to promote emission reductions via energy efficiency. In practice, however, lacking attention to energy efficiency in buildings at national level is mirrored at the international level. Recently, though, a number of coalitions demanding stronger action have emerged. Such frontrunners could work through like-minded coalitions and at the same time try to improve conditions for cooperation in the climate regime and other existing institutions.
Der vorliegende Beitrag analysiert die Bedeutung der Abfallvermeidung auf kommunaler Ebene. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Rolle von Städten bei der Abfallvermeidung und der Notwendigkeit strategischer Konzepte sowie praktischer Umsetzungsstrategien. Es wird herausgearbeitet, dass das Initiieren von Abfallvermeidungsmaßnahmen auf kommunaler Ebene auf verschiedene Herausforderungen stoßen kann, wie beispielsweise die Abstimmung bestehender Konsum- und Entsorgungsmuster sowie das Fehlen geeigneter Anreize für Akteure. Es wird gezeigt, inwiefern der Ansatz der Zero Waste City ein Instrument zur Förderung der kommunalen Abfallvermeidung darstellen kann und welche Ziele und Maßnahmen die Zero Waste Cities Kiel und München in ihre Zero-Waste-Konzepte aufgenommen haben. Darüber hinaus werden Handlungsempfehlungen zur Stärkung der Abfallvermeidung in der Kommune, in der Verwaltung und in Bezug auf spezifische Abfallfraktionen präsentiert.
In diesem Bericht wird das Wohngebäudemodell der Abteilung Kreislaufwirtschaft des Wuppertal Instituts präsentiert. Der Bericht zielt darauf ab, die Materialströme, die durch Abriss, Neubau, Sanierung und Austausch im Wohngebäudesektor des Bundeslandes Nordrhein-Westfalen während des Zeitraums von 2022 bis 2060 verursacht werden, abzuschätzen. Das Modell verknüpft dabei Angaben zu tatsächlichen Wohngebäudezahlen, entnommen aus den Daten des Statistischen Bundesamts und der Zensuserhebung 2011, mit typischen Baumaterialien je Gebäudetyp und Baujahr. Die Gebäudetypologie basiert dabei auf Arbeiten des Instituts für Wohnen und Umwelt. Bis zum Jahr 2060 können so über Festlegung von Abriss-, Neubau- und Sanierungsraten sowie Austausch einzelner Bauteile mögliche Materialströme des Landes NRW im Wohnbausektor modelliert werden.
Ohne die Transformation unserer Wirtschaft in eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft werden wir die planetaren Grenzen weiter überschreiten, die Klimaziele verfehlen und die Ökosysteme schädigen. Deutschlands Politik hat sich in einem Flickenteppich aus Strategien und Gesetzen verfangen, aus dem eine echte Kreislaufwirtschaft nicht in der notwendigen Geschwindigkeit hervorgehen kann. Der Versuch, einer verschwenderischen Wirtschaft allein mit den Mitteln des Abfallrechts beizukommen, kann nicht glücken.
Nötig ist vielmehr eine ganzheitliche, übergeordnete deutsche Kreislaufwirtschaftsstrategie mit ambitionierten nationalen Zielen. Das vorliegende Papier will zeigen, was sich konkret verändern muss und welche Hebel es braucht, um die Kreislaufwirtschaft signifikant voranzubringen.
Es ist Zeit zu handeln. Innovative Ideen, Konzepte und Forderungen liegen auf dem Tisch. Sie machen es möglich, Deutschland auf eine zirkuläre Zukunft auszurichten, Rohstoffe und Materialien konsequent im Kreislauf zu führen und der Wirtschaft Planungssicherheit zu geben. Kreislaufwirtschaft ist Zukunftswirtschaft. Sie muss Kernthema einer neuen Regierung werden.
Aufgrund der Wechselwirkungen mit sozialen, ökonomischen und ökologischen Zielen ist die Kreislaufwirtschaft möglicherweise ein Handlungsbereich mit systemischer Schubkraft für die integrierte Nachhaltigkeitsentwicklung von NRW. Sie ist deswegen auch für die Umsetzung der NRW-Nachhaltigkeitsstrategie, die 2016 zum ersten Mal aufgelegt und 2020 aktualisiert wurde, von besonderem Interesse. Aus diesem Grund hat sich das Wuppertal Institut im Rahmen des Forschungsprojekts "Nachhaltigkeitsstrategie NRW - Vertiefungsanalysen zur Umsetzung aus wissenschaftlicher Sicht" in einem Forschungsmodul mit der Umsetzung der Kreislaufwirtschaft im Kontext der Gesamtwirtschaft von NRW beschäftigt und hier insbesondere die Auswirkungen des europäischen, politischen Rahmens auf die Aktivitäten in NRW in den Blick genommen. Mit anderen Worten, das nachfolgende Arbeitspapier nimmt den European Green Deal und seine Bedeutung für NRW in den Blick und fragt: Welche Herausforderungen für NRW lassen sich aus dem Green Deal ablesen, wie und in welchen Sektoren kann/soll NRW eine Transformation zur Kreislaufwirtschaft einleiten und welche Bedingungen müssen dabei beachtet werden? Methodisch basiert diese Auswertung auf der Analyse relevanter Primärdokumente sowie der Sekundärliteratur zur Umsetzung der Kreislaufwirtschaft im politischen Mehrebenensystem. Dabei soll das Papier kein industriepolitisches Innovationsprogramm entwerfen, sondern eine Handreichung zur weiteren Diskussion von potenziellen Maßnahmen und Politikvorschlägen im Hinblick auf die zu entwickelnde Kreislaufwirtschaftsstrategie darstellen.
Die Transformation der bisher linearen Strukturen von Produktion und Konsum ("take-make-dispose") hin zu einer Circular Economy (CE) - im Sinne einer weiterentwickelten Kreislaufwirtschaft - gilt als zentrales Konzept zur Steigerung der Ressourceneffizienz und Kreislaufführung von Materialien und Produkten, zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit der einheimischen Industrie sowie zur Schaffung neuer Arbeitsplatzpotenziale. Ziel dieses Forschungsmoduls ist es, die bisherige Umsetzung dieses Konzepts im Rahmen der Nachhaltigkeitsstrategie NRW zu analysieren und durch geeignete Impulse zu begleiten. Durch die Entwicklung eines Leitbilds für eine nachhaltige Circular Economy und zu seiner Messung geeigneter Indikatoren soll das noch an vielen Stellen unscharfe Konzept präzisiert und insbesondere an die spezifischen Ausgangsbedingungen und Herausforderungen von Nordrhein-Westfalen angepasst werden. Dazu sollen Bausteine für ein mittel- und langfristiges Leitbild (2030) entworfen werden, das einen konsistenten Entwicklungspfad für diesen komplexen Transformationsprozess beschreiben soll. Die bestehenden stark abfallwirtschaftlich geprägten Indikatoren zum Thema Kreislaufwirtschaft sollen durch Vorschläge für zusätzliche Indikatoren zur Nachhaltigkeit im Rahmen der Kreislaufwirtschaft (Circular Economy, CE) ergänzt werden.
The transition to a greener and more circular economy has been a European policy priority for several years. The Circular Economy Action Plan of 2020 underlines the ambition. The following EEA initiatives are meant to support the transition process:
- Bellagio Process on circular economy monitoring principles (EPA network);
- Enhancement of EEA indicators on circular economy (ETC/WMGE);
- Explorative work on novel data streams (FWC);
- Co-creation work - knowledge sharing of monitoring experience (ETC/Eionet).
The scope of the present task was to report on the co-creation process that was undertaken at the end of 2020. The co-creation process was organised to identify:
(i) best practices on monitoring strategies, data sources and target setting; and
(ii) areas of circularity measuring and monitoring that remain challenging and require additional investment.
The co-creation process partially built on the work done during the Bellagio Process/Initiative which was run in parallel. This ETC report presents and documents the evidence gathered throughout the co- creation process as well as providing a retrospective analysis of the links to the Bellagio Principles.
Abfallvermeidung steht an der Spitze der Abfallhierarchie und sollte daher mit höchster Priorität behandelt werden - auch in den Kreislaufwirtschaftspolitiken auf kommunaler Ebene. Ein Leitfaden mit 19 praxisorientierten Handlungsempfehlungen soll Kommunen nun unterstützen, Abfallvermeidung systematisch und erfolgreich umzusetzen.
Der Handlungsleitfaden ist ein Ergebnis des Projekts Circular Cities NRW: Das Wuppertal Institut hat gemeinsam mit der FernUniversität Hagen die 22 kreisfreien Städte in Nordrhein-Westfalen (NRW) sowie sechs internationale Referenzfälle in Bezug auf ihre Abfallvermeidungsmaßnahmen analysiert. Das Ergebnis: Die NRW-Städte gehen Abfallvermeidung zwar zunehmend an, allerdings bestehen große Unterschiede bei der Breite der Maßnahmen und den thematischen Schwerpunkten. Darüber hinaus haben die Forschenden viele nicht ausgeschöpfte Handlungspotenziale identifiziert.
Der Leitfaden enthält Maßnahmen, mit denen Kommunen Abfallvermeidung systematisch, verwaltungsweit, sektorenübergreifend und verknüpft mit anderen Klimaschutz- und Nachhaltigkeitsaktivitäten angehen können. Besonders interessant für die Kommunen: Einige der Handlungsempfehlungen sind einfach umzusetzen, kostengünstig und ermöglichen schnelle Abfallvermeidungserfolge.
The COVID-19 pandemic has jolted societies out of normality, possibly creating new conditions for sustainability transformations. What does this mean for sustainability research? Because of the scope of the crisis, researchers have been heavily involved: not only have they had to speed up the pace of scientific production to provide urgently needed COVID-19 knowledge, but they have also been affected citizens. For sustainability science, this calls for an experience-based reflection on the positionality and orientation of research aiming to support sustainability transformations. Twenty sustainability researchers discussed their sustainability research on COVID-19 in three workshops based on the following questions: How does the pandemic - and the measures taken to deal with it - affect sustainable development? What can we learn from the pandemic from the perspective of societal transformation? The present discussion paper emerged from this multidisciplinary exchange among sustainability researchers, considering five topics: impacts of the COVID-19 crisis on sustainability transformations; learning for sustainability transformations; the role of solidarity; governance and political steering; and the role of science in society. Our discussions led to a meta-level reflection on what sustainability research can learn from research on COVID-19 regarding topics and disciplinary angles, time dimensions, the role of researchers, and how adequate preparation for both crises and long-term transformations requires interdisciplinary interaction.
Junge Menschen sehen sich durch die Klimakrise einer Einschränkung ihrer Entfaltungs- und Lebensmöglichkeiten gegenübergestellt. So überrascht es nicht, dass gerade die junge Generation sich aktiv für mehr Klimaschutz einsetzt - doch sind es wirklich alle Jugendlichen, die auf die Straße gehen? Die vorliegende explorative Studie zeigt auf, wie sowohl die Wahrnehmung der Klimakrise, die Handlungsmuster und auch die Verantwortungsattribution - individuell, innergenerational und politisch - milieuspezifisch verhandelt werden. Informiert durch das Projekt Schools4Future wurden vier Leitfadeninterviews mit Schüler*innen zur Wahrnehmung und Deutung der Klimakrise geführt. Im dreischrittigen Kodierprozess der Grounded Theory konnten Muster der Betroffenheit, der Verantwortungsattribution und der Handlungsstrategien von vier jugendlichen Klimaaktivist*innen aus akademischen und prekären Herkunftsmilieus rekonstruiert werden.
Analyzing previous international and national policy processes, the study offers recommendations for leveraging the Global Stocktake's (GST) outcomes for national climate action, especially for Nationally Determined Contributions (NDCs). It emphasizes the need for coordinated efforts to ensure the results of the GST influence national political discourse. It proposes communication strategies tailored to the different stages of the NDC policy process and diverse target audiences. The paper advocates for a nuanced and strategic approach to communication and emphasizes the importance of legitimacy and complexity in engaging stakeholders at different levels of decision-making.
Seit Einführung der ersten Wärmeschutzverordnung in den 1970er Jahren als Antwort auf die Ölkrise sind die energetischen Anforderungen an Gebäude kontinuierlich gestiegen. Heute werden sie im
Gebäudeenergiegesetz (GEG) geregelt, das aktuell erneut novelliert wird. Trotz dieser kontinuierlichen Verschärfungen der Anforderungen ist der Endenergiebedarf von Wohngebäuden in Deutschland in den letzten Jahrzehnten kaum gesunken. Ein wesentlicher Grund hierfür ist die ebenso kontinuierlich steigende Wohnfläche pro Person.
Das Ziel einer urbanen Verkehrswende ist klar definiert: mehr Fläche für städtisches Leben, weniger Lärm und klimaschädliche Emissionen und eine saubere Luft. Das bedeutet weniger Autoverkehr in den Städten und mehr Wege zu Fuß, mit dem Fahrrad, dem Tretroller oder mit dem öffentlichen Verkehr. Dabei reicht es nicht aus nur auf Innovationen und attraktive Alternativen zu setzen - es braucht auch Exnovation, also restriktive und reduzierende Ansätze für den Autoverkehr.
Dieser Zukunftsimpuls zeigt, wie die urbane Verkehrswende durch Exnovation beschleunigt und richtungssicher umgesetzt werden kann, welche Hemmnisse es bei bisher umgesetzten deutschen und europäischen Projekten gibt und welche Strategie- und Handlungsempfehlungen sich daraus ableiten lassen.
Since the introduction of Germany's first Thermal Insulation Ordinance in the 1970s in response to the oil crisis, requirements for the energy performance of buildings have consistently increased.
Today, these are ruled by the German Building Energy Act, which is currently being amended. Despite this continuous tightening of regulations, the energy consumption in German housing has hardly decreased. The continuous increase in residential space per person is a significant reason for this.
The objectives of the urban mobility transition have been clearly set out: gaining more space for urban living, reducing noise and emissions that have a negative impact on the climate and improving air quality. That means less traffic in cities and more trips made using environmentally-friendly modes of transport - i.e., walking, cycling or foot scooters or public transport. In transport policy, the focus is generally on innovative approaches to shaping the mobility transition.
This paper aims to explain the concept of exnovation in the context of the urban mobility transition and to underpin it using specific practical examples. In the course of this process, it is intended to identify the obstacles that stand in the way of rolling out the concept on an area-wide basis in order to deduce strategies and courses of action for expanding the concept in the future.
As investors and financial intermediaries, private banks are increasingly confronted with climate change concerns. But to what extent do banks identify as the changemakers driving climate alignment forward? To advance this question, this paper analyzes the South African banking sector with a specific focus on Standard Bank and Nedbank as exemplary case studies. Relying on the concept of "climate mainstreaming", we critically assess the banks' annual reports and compare their self-portrayal with publicly available sources on the bank's business practices, chiefly provided by non-governmental organizations and media. We find that Nedbank pushes a holistic narrative of climate change as an inevitable business opportunity. Standard Bank, in turn, relies on a "narrative of balance" between climate change and other profit-oriented investments to safeguard its stakes in the fossil industry. In so doing, this paper sheds light on greenwashing practices within disclosure specifically and the lack of binding corporate regulation more generally.
LinkLab is a newly established working group under the umbrella of German Committee Future Earth (DKN Future Earth). It opens up a space to discuss relevant connections and interfaces between real-world lab research and various scientific disciplines, exploring fruitful connections and pathways for mutual learning for future sustainability-oriented research.
The production of green hydrogen in Germany is more competitive than expected compared to imports. This is the key finding of a meta-analysis conducted by the Wuppertal Institute on behalf of the North Rhine-Westphalia Association for Renewable Energies (Landesverband Erneuerbare Energien NRW).
The hydrogen study focuses primarily on the year 2030 and beyond - and confirms the advantages of green hydrogen produced in Germany from domestic renewable energies, especially when the evaluation is viewed from a holistic system perspective.
Die Bereitstellung industrieller Prozesswärme ist eine zentrale Herausforderung für ein zukünftiges, treibhausgasneutrales Energiesystem. Durch einen Vergleich der Prozesswärmebereitstellung in zwei Energiesystemszenarien werden Gemeinsamkeiten, die auf Richtungssicherheit hindeuten, dargestellt, sowie methodische und inhaltliche Gründe für Abweichungen herausgearbeitet.
In view of the accelerating climate crisis, the Russian invasion of Ukraine highlighted the dependency of fossil fuels on the part of Germany and the European Union (EU). With the priority aim to reduce the import dependency from the Russian Federation while providing energy security and staying on track with climate mitigation efforts, the Federal Government was presented with major challenges. Prior to the war, an approximate 34% of the mineral oil, 53.6% of the natural gas, and 50% of hard coal supplies to Germany originated from Russian sources. As of 2023, however, Germany is independent from Russian energy imports. This paper examines implications of the global energy crisis induced by the invasion on the energy sector in Germany. As a basis for achieving this analysis, a short overview of the energy situation in the country before the war and a demonstration of the provisional conditions is presented. This is followed by an analysis of the main consequences of the war and medium and long-term strategies to reach Germany's climate goals while maintaining energy security. Lastly, foreseeable consequences regarding the European and German climate goals are discussed.
Die Bereitstellung industrieller Prozesswärme ist eine zentrale Herausforderung für ein zukünftiges klimaneutrales Energiesystem. In diesem Artikel wird die Vielfalt an etablierten und neuen Energieträgern und Technologien zur treibhausgasarmen bzw. -neutralen Bereitstellung von Prozesswärme vorgestellt. Zudem werden ihre wichtigsten Stärken und Schwächen skizziert, um daraus geeignete Anwendungsfelder und eine Priorisierung ihres Einsatzes zu identifizieren.
There is a growing body of scientific evidence supporting sufficiency as an inevitable strategy for mitigating climate change. Despite this, sufficiency plays a minor role in existing climate and energy policies. Following previous work on the National Energy and Climate Plans of EU countries, we conduct a similar content analysis of the recommendations made by citizen assemblies on climate change mitigation in ten European countries and the EU, and compare the results of these studies. Citizen assemblies are representative mini-publics and enjoy a high level of legitimacy.
We identify a total of 860 mitigation policy recommendations in the citizen assemblies' documents, of which 332 (39 %) include sufficiency. Most of the sufficiency policies relate to the mobility sector, the least relate to the buildings sector. Regulatory instruments are the most often proposed means for achieving sufficiency, followed by fiscal and economic instruments. The average approval rate of sufficiency policies is high (93 %), with the highest rates for regulatory policies.
Compared to National Energy and Climate Plans, the citizen assembly recommendations include a significantly higher share of sufficiency policies (factor three to six) with a stronger focus on regulatory policies. Consequently, the recommendations can be interpreted as a call for a sufficiency turn and a regulatory turn in climate mitigation politics. These results suggest that the observed lack of sufficiency in climate policy making is not due to a lack of legitimacy, but rather reflects a reluctance to implement sufficiency policies, the constitution of the policy making process and competing interests.
The rise of pedal-assisted bicycles (e-bikes) has the potential to contribute to reducing ubiquitous automobility and its negative externalities on the global climate, mobility justice and the quality of urban life. But what makes this new practice so successful in recruiting new practitioners? What policies can ensure that e-bikes are used in a wide range of situations, thus substituting as much car driving as possible - or even reducing the number of cars? The study focuses on commuting as this use case frequently entails the main obstacles to e-biking in daily routines (e.g., sweat, weather, transporting children or goods). The analysis is primarily based on interviews with practitioners and initially provides a thorough depiction of the practice elements (meanings, materials and competences) involved in e-bike commuting. It furthermore elicits key drivers of and barriers to daily e-bike commuting, points to a number of elements that are important to overcome these barriers and develops two tangible policy approaches to foster the substitution of e-biking for car driving.
The 2015 Paris Agreement relies on Nationally Determined Contributions (NDCs) to outline each country's policies and plans for reducing greenhouse gas (GHG) emissions. To strengthen global climate action and achieve the Agreement's temperature goal, it is crucial to enhance the ambition level of NDCs every 5 years. While previous studies have explored the ambition of initial NDCs, limited research has delved into the factors driving the enhancement or lack thereof in NDCs' emission reduction plans. This study employs a mixed-method design to investigate the determinants of NDC enhancement. First, we analyse the updated or revised NDCs of 111 countries using quantitative methods. Second, we conduct qualitative case studies focusing on Brazil and South Africa. Our findings reveal that countries that engaged in stakeholder consultations with civil society, business, and labour groups prior to developing their updated or revised NDCs were more likely to enhance their greenhouse gas reduction targets. These results are further supported by the case studies. South Africa conducted comprehensive consultations and submitted an enhanced GHG target, while Brazil, which did not arrange open consultations, did not improve its target. This study underscores the significance of comprehensive and transparent stakeholder engagement processes, highlighting their potential to drive enhanced NDCs. By involving diverse stakeholders, including civil society, business, and labour groups, countries can foster greater ambition and effectiveness in their climate action, ultimately contributing to the global effort to combat climate change.
Studies show that people can tolerate elevated temperatures in the presence of appreciable air movement (e.g., from using ceiling fans). This minimises the use of air-conditioners and extends their set-point temperature (Tset), resulting in energy savings in space cooling. However, there is little empirical evidence on the energy savings from using ceiling fans with Room Air-Conditioners (RACs). To address this gap, we analysed the energy performance of RACs with both fixed-speed compressors and inverter technology at different set-point temperatures and ceiling fan speed settings in 15 residential Mixed-Mode Buildings (MMBs) in India. Thermal comfort conditions (as predicted by the Indian Model for Adaptive Comfort-Residential (IMAC-R)) with minimum energy consumption were maintained at a set-point temperature (𝑇set) of 28 and 30 C and a fan speed setting of one. Compared with a Tset of 24 °C, a 𝑇set of 28 and 30 °C resulted in energy savings of 44 and 67%, respectively. With the use of RACs, a configuration with a minimum fan speed was satisfactory for an optimal use of energy and for maintaining the conditions of thermal comfort. In addition, RACs with inverter technology used 34-68% less energy than fixed-speed compressors. With the rising use of RACs, particularly in tropical regions, the study's outcomes offer a significant potential for reducing space-cooling energy consumption and the resultant greenhouse gas (GHG) emissions.
As the climate crisis is accelerating and the pressure to act is steadily increasing, many companies are claiming themselves or their products carbon neutral. This is usually achieved by offsetting residual emissions with carbon certificates (carbon offsetting). However, recent revelations about the inadequate quality of carbon credits and legal uncertainties surrounding the use of such offset claims are increasingly raising doubts about this approach.
This Wuppertal Report examines how the EU can promote integrity in corporate climate action. Taking into account the new framework of the Paris Agreement, the paper outlines various options for how the EU could push for more integrity and effectively combat greenwashing through the targeted use of Article 6 of the Paris Agreement.
In their recommendations, the authors advocate addressing the most serious consequences of ongoing offset practices through increased regulation of offset claims. If a ban on offset claims cannot be implemented, claims requirements and carbon offset regulations should be further specified, for example, by prohibiting any type of double counting of emissions reductions. In addition to tightening the rules for corporate offset claims within Europe, the EU could help partner countries make informed decisions when approving climate change mitigation measures and respective carbon credits. The report also emphasizes the EU's special role in international climate negotiations, where it should advocate for a strong legal framework for climate action under Article 6.
In recent years, the public discourse on the phase-out of carbon-intensive technologies and practices has come to a near consensus that a "just transition" is required. Yet, this term seems to have as many meanings as there are stakeholders using it. The purpose of this paper is to unpack the different meanings that regional stakeholders assign to it and the underlying dimensions of in(justice) that they invoke in their political communication.
To this end, we employ a policy narrative analysis to study and compare the political discourse in four European coal and carbon-intensive mining regions: Ida-Virumaa (Estonia, oil shale), the Rhenish mining region (Germany, lignite), Upper Silesia (Poland, hard coal) and Western Macedonia (Greece, lignite). Specifically, we address the following research questions: Which narratives are characterising the political discourse around just transition? Which (in)justices are being invoked? Which patterns, similarities or differences are recognizable between regions?
We found that hopeful narratives describing structural change as an opportunity to reinvent the region are prevalent in all regions. Strong narratives of resistance only prevail in Upper Silesia and Ida-Virumaa where a phase-out decision has not yet been adopted. In terms of injustices, we find surprisingly little evidence that injustices related to the immediate effects of the transformation (e.g. lay-offs and compensation for workers and companies) play an important role. Instead, the aspects related to the historical injustices produced by the legacy industrial system prevail. And perhaps most importantly, questions about access and allocation of the opportunities of the imminent transition are key and should be addressed more explicitly.
To combat climate change, it is anticipated that in the coming years countries around the world will adopt more stringent policies to reduce greenhouse gas emissions and increase the use of clean energy sources. These policies will also affect the industry sector, which means that industrial production is likely to progressively shift from CO2-emitting fossil fuel sources to renewable energy sources. As a result, a region's renewable energy resources could become an increasingly important factor in determining where energy-intensive industries locate their production. We refer to this pull factor as the "renewables pull" effect. Renewables pull could lead to the relocation of some industrial production as a consequence of regional differences in the marginal cost of renewable energy sources. In this paper, we introduce the concept of renewables pull and explain why its importance is likely to increase in the future. Using the examples of direct reduced iron (DRI) and ammonia production, we find that the future costs of climate-neutral production of certain products is likely to vary considerably between regions with different renewable energy resources. However, we also identify the fact that many other factors in addition to energy costs determine the decisions that companies make in term of location, leaving room for further research to better understand the future relevance of renewables pull.
Rising energy costs have led to increased discussion about the social impact of the energy transition in Germany in recent years. In 2021, a gradually increasing CO2 tax was introduced. This paper analyzes the question of whether a CO2 tax can be socially just. Using data analysis and desk research, correlations between income and energy consumption in Germany are shown. In a short analysis, it is investigated which additional burdens different types of private households have to expect in the coming years due to the introduction of CO2 pricing on energy. In particular, the introduction of a per capita flat rate fed by CO2 tax revenues could be a suitable way to reduce the burden on low-income households.
Der Wärmesektor hat einen Anteil von rund 55 Prozent am deutschen Primärenergieverbrauch, wobei der Anteil klimafreundlicher Wärmeerzeugung (erneuerbare Energien und Abwärmenutzung) bislang aber noch sehr gering ist und unter 20 Prozent liegt. Entsprechend sind die Potenziale zur Erschließung von Dekarbonisierungserfolgen im Wärmesektor besonders groß. Ein Gelingen der Wärmewende ist daher zwingende Voraussetzung dafür, dass die nationalen Klimaschutzziele erreicht werden.
Gerade Städte spielen auf Grund des hohen Energie- und Ressourcenverbrauchs, der hohen örtlichen Dichte von Infrastrukturen und durch die Vielzahl von Akteuren eine zentrale Rolle bei der Energiewende und für den Klimaschutz. So bilden beispielsweise gewachsene Strukturen im Bestand und hohe Nutzungsdichten potenzielle Restriktionen für die Integration von Technologien zur effizienten Nutzung erneuerbarer Energiequellen. Städtische Quartiere sind gleichzeitig der sinnvollste Umsetzungsmaßstab für integrierte innovative Systeme, da hier die größten Synergieeffekte zwischen Effizienzmaßnahmen und nachhaltiger Energieerzeugung erschlossen werden können.
Umsetzung wie auch Förderung der Industrietransformation obliegen insbesondere Akteuren auf der europäischen sowie der nationalen Governance-Ebene. Gleichwohl sind vor dem Hintergrund der Dringlichkeit der Herausforderung und der Maßstabsebene eines Großteils der erforderlichen Maßnahmen auch kommunale Akteure und lokale Initiativen, darunter öffentliche Betreiber, Verwaltungen, öffentlich-private Kooperationen, Unternehmen oder zivilgesellschaftliche Gruppen in diesem Bereich von Bedeutung. Das liegt auch an der Tatsache, dass je nach wirtschaftlicher Struktur die Industrie für einen großen Teil der Treibhausgasemissionen in einer Kommune oder Region verantwortlich sein kann. Gleichzeitig gibt es vielfältige Stellschrauben vor Ort, um Klimaschutzmaßnahmen umzusetzen. Aufgrund der hohen Dichte an Akteuren und Institutionen bestehen auf der kommunalen Ebene große Handlungsmöglichkeiten für nachhaltige Transformationen, etwa im Bereich des Klimaschutzes.
Viele Kommunen setzen in ihren Klimaschutzkonzepten allerdings einen Schwerpunkt auf andere Bereiche, wie bspw. auf Klimaschutz bei öffentlichen Gebäuden, auch wegen der direkten Handlungsmöglichkeiten. Um die Industrie zu adressieren, greift die Kommunalverwaltung vornehmlich auf Beratungsangebote und Anreize zur Nutzung von erneuerbaren Energien zurück. Dabei gewinnt das Thema Klimaschutz gleichermaßen für Unternehmen wie auch für Kommunen immer weiter an Bedeutung. Für beide ist schon heute Klimaschutz ein wichtiger Wettbewerbs- und Standortfaktor.
Die bislang auf (Landes-)Politik, Unternehmen und Wissenschaft fokussierte Analyse der Industrietransformation in SCI4climate.NRW erweitert mit diesem Bericht den Blick auf die Einbindung und Rolle kommunaler Akteure, Strukturen und Prozesse. Es wird der Frage nachgegangen, welche Einflussmöglichkeiten Kommunen im Mehrebenen-Governance System der Industrietransformation in NRW haben und welche Interessen, Chancen und Herausforderungen seitens der Kommunen bestehen, um die Industrietransformation mitzugestalten.
Der Fokus wird dabei auf die Grundstoffindustrie, konkret auf die Chemie-, Stahl- und Zementindustrie, gelegt, da diese Industriezweige mit sehr hohen Treibhausgasemissionen verbunden sind und bislang bei der Frage nach kommunalen Handlungsmöglichkeiten von der Forschung noch wenig betrachtet wurden. Neben einer Literaturrecherche werden drei Fallstudien präsentiert, um sowohl die Möglichkeiten der Kommunen zu analysieren, aktuelle Aktivitäten einzuordnen sowie Chancen und Herausforderungen, die mit den Tätigkeiten verbunden sind, zu ermitteln.
Green hydrogen and synthetic fuels are increasingly recognized as a key strategic element for the progress of the global energy transition. The Middle East and North Africa (MENA) region, with its large wind and solar potential, is well positioned to generate renewable energy at low cost for the production of green hydrogen and synthetic fuels, and is therefore considered as a potential future producer and exporter. Yet, while solar and wind energy potentials are essential, other factors are expected to play an equally important role for the development of green hydrogen and synthetic fuels (export) sectors. This includes, in particular, adequate industrial capacities and infrastructures. These preconditions vary from country to country, and while they have been often mentioned in the discussion on green hydrogen exports, they have only been examined to a limited extent. This paper employs a case study approach to assess the existing infrastructural and industrial conditions in Jordan, Morocco, and Oman for the development of a green hydrogen and downstream synthetic fuel (export) sector.
Im Rahmen einer aktuellen Studie zur Transformation des Europäischen Energiesystems zur Klimaneutralität unter Berücksichtigung der Gaskrise entwickelte das Wuppertal Institut ein Szenario (EU27+UK) für die Transformation der europäischen Industrie inklusive Raffinerien und Kokereien, in dem die industriellen Treibhausgasemissionen bis zum Jahr 2050 um 99 % gegenüber 2018 gemindert werden. Der Endenergiebedarf der Industrie sinkt in diesem Szenario durch den Einsatz von Wärmepumpen, andere Energieeffizienzmaßnahmen sowie einen Rückgang der Produktion in Raffinerien bis 2040 deutlich und der Bedarf an fossilen Gasen kann zeitnah gemindert und bis 2045 auf nahezu Null gesenkt werden.
Im Rahmen dieses Szenarios erfolgte auch eine detaillierte Abbildung der Entwicklung der Prozesswärmebereitstellung in Deutschland. Die Bereit- stellung von Niedertemperaturwärme (< 150 °C) erfolgt im Szenario größtenteils über Wärmepumpen und Fernwärme. Solar- und Geothermie spielen eine (kleinere) Rolle. Für die Dampfbereitstellung (150 - 500 °C) werden vielfach hybride Strom/H2-Kessel eingesetzt, daneben Biomasse. In der Chemieindustrie spielen auch langfristig Reststoffe aus Steamcrackern eine wichtige Rolle.
Die Bereitstellung von Hochtemperaturwärme erfolgt prozessspezifisch je nach den technischen Gegebenheiten der Prozesse (z. B. H2 in den Direktreduktions- anlagen und Biomasse in den Walzwerken der Stahlindustrie, abfallbasierte Brennstoffe vor allem in den Klinkeröfen der Zementindustrie, Biomethan und Strom in der Glasindustrie, Strom für Primär- und Sekundäraluminium). Biogene Energieträger in Kombination mit CCS (BECCS) ermöglichen in der Stahlindustrie und in der mineralischen Industrie die Bereitstellung von Hochtemperaturwärme und gleichzeitig negative Emissionen zur Kompensation von Restemissionen.
The number of motorcycle taxis has soared in East African cities over the last decades, filling a gap in mobility needs while providing revenue opportunities to drivers. However, poor road safety combined with contribution to carbon emissions and air pollution creates a sustainability conundrum, which has led governments to control or repress the mode, yet without much success. After reviewing the characteristics and regulation of motorcycle taxis in Nairobi, Kigali, and Kampala, this study investigates the existence and impacts of two recent trends: digitalization and electrification. A comprehensive approach is adopted with a systematic review of the literature and policies, completed by field research and key informant interviews. We find out that electrification is mostly associated with positive impacts covering a spectrum of environment, economics, health, and social-related benefits, while the benefits of digitalization are more uncertain or contested. Impacts are however limited for both at the time of study as digitalization is highly volatile and electrification nascent. In conclusion, the paper identifies an interlinkage between the trends via the example of data, and further key research needs.
Eine zentrale Anforderung für die zukünftige Industrieproduktion ist die Klimaneutralität. Dekarbonisierte Prozesse beruhen häufig auf der direkten oder indirekten (z.B. mittels H2) Elektrifizierung. Dabei stellen sich Fragen nach der energetischen Effizienz dieser Prozesse, nach ihren Potenzialen für einen flexiblen Betrieb sowie nach der Erfüllung kreislaufwirtschaftlicher Anforderungen wie Materialeffizienz und Schließung von Stoffkreisläufen. Der Artikel betrachtet die disruptiv dekarbonisierte Erzeugung von primärem Roheisen und bewertet drei Produktionstechniken dazu.
Die verheerenden Mengen an Abfall am Ende des Lebenszyklus von Produkten zu bewältigen, gilt als eine der größten Herausforderungen auf dem Weg zu einer Circular Economy. Die negativen Folgen, die sich aus dem Missmanagement von Kunststoffabfällen aufgrund fehlender oder nicht funktionierender Abfallwirtschaftsstrukturen in weiten Teilen der Erde ergeben, werden zunehmend deutlich. Bei der Circular Economy als elementarer Lösungsansatz sollen Stoffströme geschlossen und Produktlebenszyklen verlängert werden. Ein Instrument zur Annäherung an dieses Modell ist der Handel mit sogenannten Plastic Credits - ein Mittel, um den Ausbau regionaler Infrastrukturen für die Sammlung und das Recycling von Kunststoffabfällen zu finanzieren. Die Abnehmer von Plastic Credits sind die treibende Kraft hinter dem Mechanismus. Es ist weiterführende Forschung notwendig, insbesondere in Bezug auf die Frage, wie Unternehmen das Instrument der Plastic Credits nutzen und in ihre Gesamtstrategie integrieren. Diese Masterarbeit widmet sich der dabei vorgelagerten Frage: Existieren bestimmte Profile bei Unternehmen, die in Plastic Credits investieren, und lassen sich hierbei spezifische Cluster bilden?
Im Rahmen der Beantwortung dieser Frage wurden Expert*innen-Interviews mit Hilfe der qualitativen Inhaltsanalyse nach Mayring ausgewertet. Dabei haben sich drei konkrete Unterfragen ergeben, die sich auf die Motivation, Branchenzugehörigkeit und räumliche Verortung der Abnehmer beziehen.
Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Abnehmer von Plastic Credits bereits umfangreich mit der Kunststoffabfallproblematik und der damit verbundenen Auswirkung auf die Umwelt beschäftigen. Offen bleibt, inwiefern Maßnahmen zur Vermeidung von neuartigem Kunststoff, der Verbesserung der Recyclingfähigkeit der Produkte oder der Einsatz von Rezyklaten in der Herstellung dem Weg der Kompensation vorangestellt werden. In Bezug auf die Branchenzugehörigkeit legen die Ergebnisse nahe, dass vorrangig Unternehmen, die mit einem erschwerten Rezyklate-Einsatz konfrontiert sind, in Plastic Credits investieren. Welche Auswirkungen Maßnahmen wie die Entbürokratisierung der Zulassungsverfahren für neue Recyclingprozesse oder verpflichtende Anteile an recycelten Materialien in bestimmten Produkten auf die Investition in Plastic Credits haben, wird sich in Zukunft zeigen. Die Analyse der räumlichen Verortung gab Aufschluss darüber, dass zurzeit im Wesentlichen Unternehmen aus dem globalen Norden in Plastic Credits investieren - jedoch verbunden mit dem Ziel, eine Finanzierung aus den Projektländern heraus zu intensivieren.
The word "literacy" has come to be used to describe a wide range of competencies, including design literacy - a term that, despite its presence in design discourse, is still characterised by a certain fuzziness. In this paper, we explore this highly discursive theoretical field in order to gain a more nuanced and expanded understanding of the topic. In doing so, we argue that these divergent positions are also due to the ambiguity of the term “design”.
We understand design as the perpetual de- and reconstruction of the world, as a way of worldmaking, both physically and conceptually. Thus, design literacy can be understood as a way to perceive traces of design and its processes, to perceive the world as contingent: a circular cognitive process of recognising that something - if not everything - in our cultural pluriverse is designed, understanding how it was designed and that it can potentially become the subject of design again and again. In our paper, we emphasise the contingency of design - and the ethical level that can arise from understanding the possibility of a different design.
Ultimately, our aim with this paper is to emphasise that design literacy is a crucial competence for encouraging pluralistic perspectives and initiating transition processes, as it helps to acknowledge the temporary necessity but long-term non-necessity of things (which particularly includes the transitory nature of one's own creations).
Power-law city-size distributions are a statistical regularity researched in many countries and urban systems. In this history of science treatise we reconsider Felix Auerbach’s paper published in 1913. We reviewed his analysis and found (i) that a constant absolute concentration, as introduced by him, is equivalent to a power-law distribution with exponent ≈1, (ii) that Auerbach describes this equivalence, and (iii) that Auerbach also pioneered the empirical analysis of city-size distributions across countries, regions, and time periods. We further investigate his legacy as reflected in citations and find that important follow-up work, e.g. by Lotka (Elements of physical biology. Williams & Wilkins Company, Baltimore, 1925) and Zipf (Human behavior and the principle of least effort: an introduction to human ecology, Martino Publishing, Manfield Centre, CT (2012), 1949), does give proper reference to his discovery - but others do not. For example, only approximately 20% of city-related works citing Zipf (1949) also cite Auerbach (Petermanns Geogr Mitteilungen 59(74):74–76, 1913). To our best knowledge, Lotka (1925) was the first to describe the power-law rank-size rule as it is analyzed today. Saibante (Metron Rivista Internazionale di Statistica 7(2):53–99, 1928), building on Auerbach and Lotka, investigated the power-law rank-size rule across countries, regions, and time periods. Zipf's achievement was to embed these findings in his monumental 1949 book. We suggest that the use of “Auerbach–Lotka–Zipf law” (or "ALZ-law") is more appropriate than "Zipf's law for cities", which also avoids confusion with Zipf’s law for word frequency. We end the treatise with biographical notes on Auerbach.
Die Analyse erläutert die Funktionsweise des globalen Kohlenstoffmarkts und wie dieser von Unternehmen zur CO2-Kompensation bei der Erfüllung ihrer freiwilligen Klimaschutzziele genutzt wird. Vor dem Hintergrund der veränderten Rahmenbedingungen des Übereinkommens von Paris stellen die Autoren dar, mit welchen Herausforderungen der Kohlenstoffmarkt konfrontiert ist und wie diese durch Nutzung einer Alternative zur CO2-Kompensation überwunden werden können.
Das derzeitige, auf privaten Pkw basierende Mobilitätssystem ist nicht nachhaltig: Es trägt zum Klimawandel bei, ist sozioökonomisch ungerecht, benachteiligt Frauen und Personen, die sich um den Haushalt kümmern, gefährdet die Gesundheit und verstellt den städtischen Raum. Mobilitätsdaten bieten völlig neue Möglichkeiten, um diese Probleme durch eine bessere Planung, Organisation und Umsetzung von Mobilität und Verkehr zu überwinden. Dieses Strategiepapier schlägt zwei Möglichkeiten vor, um Mobilitätsdaten für ökologische Nachhaltigkeit und gerechten Zugang zum Verkehr in Deutschland zu nutzen.
The current, private car-based mobility system is not sustainable: it contributes to climate change, it is unjust from gender- and socio-economic perspectives, endangers health and obstructs urban space. To counteract this, mobility data offers entirely new avenues for planning, organizing, and implementing mobility and transport. This strategy paper considers two possible ways to use mobility data for improving environmental sustainability and equitable access to transportation in Germany.
The ecological challenges of this decade have been clearly identified. The pressure of problems is increasing drastically; progress in climate protection or the preservation of biodiversity is insufficient. Little time is left to act. In consequence, we can only achieve and permanently secure social and environmental prosperity through far-reaching changes in economy and society.
As a socio-technical innovation, digitalisation can realise its full ecological potential above all where it helps to profoundly change today's lifestyles, consumption patterns, and economic practices with a clear commitment to sustainability. As the most urgent design task of the 21st century, it is important to put digitalisation's enormous creative power at the service of the great transformation. The "great transformation" refers to the comprehensive restructuring of technology, the economy, and society in order to deal with the social and ecological challenges of the 21st century. This is a task for state action in terms of both regulatory policy orientation and facilitating collective processes of change - new tasks call for new governance.
A digital-ecological statecraft is the indispensable prerequisite for effective state action to shape the social-ecological digital transformation. Using the example of the platform economy, we explore challenges, starting points, and (policy) measures.
Nicht nur für den Klimaschutz führt an der Wärmewende kein Weg vorbei. Mittelfristig wird sie auch die Heizkosten senken. Kurzfristig sind allerdings erhöhte Investitionen erforderlich, die für alle tragbar sein müssen. Ein wichtiges Instrument ist dabei die kommunale Wärmeplanung.
Sie wird kommen und sie wird zu erheblichem Aufwand bei den kommunalen Gebietskörperschaften führen, aber den Bürgerinnen und Bürgern, Unternehmen und öffentlichen Einrichtungen auch Anleitung und Sicherheit für ihre Investitionen in zukunftsfähige Heizungssysteme bieten. Nach den bisherigen Planungen ist vorgesehen, dass seitens des Bundes ein Gesetz verabschiedet wird, welches die Länder verpflichten wird, flächendeckend eine kommunale Wärmeplanung zumindest für die mittleren und größeren Städte und Gemeinden vorzunehmen. Seitens der Länder wird diese Aufgabe dann an die Kommunen weitergegeben. Die Bundesländer Baden-Württemberg und Schleswig-Holstein haben bereits seit einiger Zeit Erfahrung mit diesem kommunalen Planungsinstrument. Der Gesetzentwurf auf Bundesebene wird noch für das zweite Quartal 2023 erwartet. Unabhängig davon sieht der Koalitionsvertrag der Landesregierung in Nordrhein-Westfalen vor, dass im laufenden Jahr 2023 der gesetzliche Ordnungsrahmen für die kommunale Wärmeplanung geschaffen wird. Der genaue Zeitplan steht somit noch nicht fest; klar ist aber, dass es in absehbarer Zeit zu einer Verpflichtung für die NRW-Kommunen kommen wird, solche Pläne zu erstellen. Es lohnt daher, sich bereits frühzeitig mit dem Thema zu befassen.
Seit Veröffentlichung der vom Landesverband Erneuerbare Energien NRW beauftragten und durch das Wuppertal Institut durchgeführten Studie "Bewertung der Vor- und Nachteile von Wasserstoffimporten im Vergleich zur heimischen Erzeugung" Ende 2020 haben sich die Rahmenbedingungen für den Wasserstoffhochlauf in Deutschland zum Teil deutlich geändert. Darüber hinaus ist zwischenzeitlich eine Reihe von Klimaschutz- und Transformationsstudien erschienen, mit teilweise neuen und differenzierten Einschätzungen zu Wasserstoff-Kosten und -Entwicklungspfaden. Dazu gehören insbesondere die als "Big Five" der Klimaneutralitätsszenarien bezeichneten Publikationen sowie weitere, spezifische H2-Analysen. Vor diesem Hintergrund sind die Ziele der vorliegenden Studie:
1. Eine Aktualisierung der Metaanalyse der oben genannten Wasserstoff-Studie aus dem Jahr 2020 - bezogen auf Kosten- und Mengen-Bandbreiten für die zukünftige Produktion und Bereitstellung von grünem und, soweit möglich, blauem Wasserstoff für Deutschland.
2. Eine kritische Einordnung der absehbaren Wasserstoff-Nachfrage in Deutschland, welche von der Wahl der Nutzungssektoren abhängt.
3. Eine kritische Diskussion und Einordnung der künftigen Rolle von blauem Wasserstoff, also der Frage, ob und inwiefern er eine sinnvolle Übergangslösung zu grünem Wasserstoff darstellen könnte.
This Wuppertal Paper analyses the energy transition models of Colombia and Germany. The emphasis of the exercise is on an analysis of options for the complete decarbonization of the energy system in Colombia as a Global South country. To this end, it analyses the current situation, projections, public policy and narratives, and contrasts it with Germany as one of the countries of the Global North with which Colombia has historically maintained energy trade relations and is currently collaborating in the exploration of energy alternatives for decarbonization.
Detailed analysis of sectoral energy consumption in Colombia shows the sectors with the highest fossil energy consumption (in this order): transport (fuels), industry (gas, coal), electricity generation (gas, coal) and residential (gas). We show the projected increase in demand for fuels and electricity, and calculate the amount of electricity theoretically needed to substitute fossil sources in each sector. We estimate the total electricity required for decarbonization via sector coupling and derive a first estimation of the range of additional renewable energy capacities needed to supply this demand. We find that required capacities are expectedly large (56-110 GW), depending on decarbonization pathways, and that export capacity beyond national demand may be limited.
Our analysis of the policy and scenario arena in both countries finds that Colombia is still lacking both sector-specific decarbonization strategies and an embedding in a systemic vision of a systemic energy transition. Germany has more advanced sector strategies and (national) systemic visions, but lacks embedding assumptions on energy imports in a global-system analysis, i.e. in the analysis of an energy transition in potential exporting countries like Colombia. We formulate requirements to close these gaps in our conclusions.
Junge Menschen sehen sich durch die Klimakrise einer Einschränkung ihrer Entfaltungs- und Lebensmöglichkeiten gegenübergestellt. Diese explorative Studie verdeutlicht, wie sowohl die Wahrnehmung der Klimakrise, die Verantwortungsattribution, die wahrgenommene Handlungswirksamkeit und die einschlägigen Sozialisationserfahrungen milieuspezifisch strukturiert sind.
Informiert durch das Projekt Schools4Future wurden vier Leitfadeninterviews mit Schüler*innen zur Wahrnehmung und Deutung der Klimakrise geführt. Im dreischrittigen Kodierprozess der Grounded Theory konnten Muster der Betroffenheit, der Verantwortungsattribution und der Handlungsstrategien von vier jugendlichen Klimaaktivist*innen aus akademischen und prekären Herkunftsmilieus rekonstruiert werden. Während die sozial bevorteilten Jugendlichen sich als Betroffene und unter dem Fehlverhalten vorangehender Generationen leidende Gruppe wahrnehmen, sehen die sozial benachteiligten Jugendlichen die Klimakrise als ein systemisches Versagen neben anderen. Der medial so vertraute Aktivismus geht von dem gehobenen Milieu aus und verbindet sich mit Konsum als distinktive Praxis des klimafreundlichen Handelns. Im prekären Milieu zeigen sich andere Formen des stillen, konkreten und intrinsisch motivierten Engagements sowie das (schulische) Engagement als Investition in den individuellen, sozialen Aufstieg. Konsistenter Weise sehen sich die akademischen Jugendlichen als bevorteilt in der Bearbeitung der Klimakrise, dethematisieren aber, was die jungen Menschen aus dem sozial schwachen Milieu deutlich diagnostizieren: Der ökologische Fußabdruck ihres Konsums ist ungleich höher als der der benachteiligten Jugendlichen.
Es besteht Einvernehmen, dass die hohe Komplexität des Wärmesystems das zentrale Hindernis für die Wärmewende darstellt: Der Wärmebedarf im Industrie- und Gebäudesektor ist durch unterschiedliche Temperatur- und Nachfrageprofile aber auch durch verschiedene Geschäftsmodelle gekennzeichnet. Im Gebäudebereich sind darüber hinaus auch die vielfältigen Erwartungen und Präferenzen der Millionen von Investoren und Nutzern entscheidend, die über rein techno-ökonomische Überlegungen hinausgehen. Diese Systemkomplexität erschwert die Entwicklung von Strategien im Wärmesektor und hemmt unter anderem auch die Möglichkeiten für Technologieentwickler das Marktpotenzial ihrer Innovationen einzuschätzen.
Fragen der Akzeptanz müssen folglich auf mehreren Ebenen Berücksichtigung finden, von Fragestellungen der Gesamtsystemanalyse bis hin zu einzelnen Umsetzungsprojekten. Entsprechend vielfältig ist die Forschung zur gesellschaftlichen Akzeptanz der Wärmwende im FVEE. Sie umfasst sowohl die Analyse von Nutzerpräferenzen bis hin zur gemeinsamen Gestaltung von Energiewendeprojekten, um die Gelingensbedingungen zu verbessern.
Allen Ansätzen ist gemein, dass die vorherrschende technisch-ökonomische Betrachtung der Wärmewende erweitert wird: Es wird nach Faktoren geforscht, welche die Nutzer*innen beeinflussen und es werden gezielt Bereiche untersucht, welche das Potenzial für zukünftige Akzeptanzkonflikte haben. Des Weiteren gibt es Ansätze, die Akzeptanzfragen bereits im Entwicklungsprozess von Innovationen zu berücksichtigen. Abschließend, in Bezug auf die konkrete Umsetzung von Wärmetransformationsprojekten, werden verschiedene Methoden des Co-Designs entwickelt, erforscht und getestet. Im Folgenden werden einzelne Projekte aus den verschiedenen Bereichen vorgestellt.
Der Anteil erneuerbarer Energien bei der Wärme- (und Kälte-)Versorgung lag 2021 in Deutschland bei 16,5 % (knapp 200 TWh/a). Davon stammten 86 % aus Biomasse und davon wiederum 47% allein aus Holzfeuerungen im häuslichen Bereich. Der Rest der erneuerbaren Wärme stammte aus oberflächennaher Geothermie und Umgebungswärme (Wärmepumpen) mit 9 % und Solarthermie mit 4,2 %. Bisher vergleichsweise kleine Beiträge stammten aus der tiefen Geothermie. Im Jahr 2021 waren bezogen auf die rund 21 Millionen im Bestand befindlichen Einzelgebäudeheizanlagen (nicht Einzelraumfeuerstätten) 1,1 Mio. Wärmepumpen und 0,9 Mio. Biomassekessel im Betrieb. Hinzu kommen zusätzliche 2,5 Mio. solarthermische Anlagen mit einer Gesamtkollektorfläche von rund 21 Mio. m2. Bei den neu installierten Wärmeerzeugern konnten Wärmepumpen und Biomassekessel auch 2021 einen deutlich steigenden Absatz verzeichnen, wobei ihr Anteil an den insgesamt rund 930.000 neu installierten Wärmerzeugern bei knapp 25% lag.
Doch 2021 nutzten immer noch rund 19 Mio. Wärmeerzeuger Gas und Öl. Darüber hinaus müssen in Wohngebäuden auch noch Etagenheizungen und veraltete Biomasseheizsysteme ausgetauscht werden. Für eine erfolgreiche Wärmewende bis 2045 im Gebäudewärmebereich müssen also weiterhin jedes Jahr rund eine Million neue komplett Erneuerbare-Heizanlagen installiert und in Betrieb genommen werden. Nach dem Anschluss an zumindest perspektivisch vollständig erneuerbar versorgte Wärmenetze sind für alle anderen Objekte Wärmepumpen, Wärmepumpen-Biomasse-Hybride und, nur wo es keine anderen Möglichkeiten gibt, reine Biomassekessel zu installieren. Alle Lösungen lassen sich zusätzlich mit Solarthermieanlagen ergänzen. Im Vergleich zu Erdgasthermen ist jedoch allein die Installation der deutlich komplexeren Systeme mit mindestens dem doppelten Zeitaufwand zu veranschlagen, während die Branche bereits heute über einen realen Fachkräftemangel klagt. Es braucht also wirksame Lösungsansätze der Forschung zur Überwindung dieser und vieler anderer Hemmnisse zur erfolgreichen Wärmewende bis 2045.
Fernwärme (FW) spielt aufgrund ihres Potenzials zur effizienten Integration erneuerbarer Energien (EE) und Abwärme eine entscheidende Rolle für die Umsetzung der Wärmewende. Im Rahmen dieses Beitrags werden Herausforderungen, Maßnahmen und Trends sowie Projektbeispiele für die künftige Fernwärmeversorgung beleuchtet.
Transformation in der Industrie : Herausforderungen und Lösungen für erneuerbare Prozesswärme
(2023)
Der Beitrag stellt Ergebnisse aus der "AG Industrielle Prozesswärme" des Thinktanks IN4climate.NRW in Zusammenarbeit mit dem wissenschaftlichen Kompetenzzentrum Sci4Climate.NRW vor. Hier wurde in einem mehrjährigen Stakeholder-Prozess unter Einbindung von Wissenschaft, Politik und Unternehmen der energieintensiven Industrie in NRW ein Diskussionspapier entwickelt, welches in einem "Vier-Stufen- Modell" eine aus gesamtsystemischer Sicht optimale Vorgehensweise zur Dekarbonisierung bzw. Defossilisierung industrieller Prozesswärme aufzeigt. Flankierend werden über die Koautor:innen Technologie-Beispiele innerhalb des "Vier-Stufen-Modells" aufgezeigt.
Kommunale Wärmetransformationsprojekte verfolgen verschiedene Ziele gleichzeitig. In der Regel soll die Transformation einen Beitrag leisten, um die Treibhausgasemissionen der Wärmeversorgung zu senken. Gleichzeitig stehen aber weitere Ziele, u. a. die Sozialverträglichkeit, Akzeptanz und wirtschaftliche Tragfähigkeit im Fokus der Akteure. Dabei muss eine einseitige Zieloptimierung vermieden werden. Darüber hinaus erscheint es sinnvoll, den Beitrag der jeweiligen Konzepte zu den Nachhaltigkeitszielen im Blick zu behalten.
Im Kontext kommunaler Wärmetransformationsprojekte geht es auf der Bedarfsseite darum, die Energieverbräuche für Raum- und Prozesswärme zu senken. Die Akteure auf Seiten der Abnehmer und Wärmenutzer:innen sind u. a. gewerbliche Unternehmen, die Wohnungswirtschaft, die öffentliche Hand und die Bewohner:innen.
Auf der Versorgungsseite muss die Wärmebereitstellung von fossilen Energieträgern umgestellt werden auf regenerative Energien, wie Bioenergie, Solarthermie, Geothermie, Umgebungswärme und industrielle Abwärme. Daher treten hier als Akteure der Wärmewende nicht mehr nur Energieversorgungsunternehmen, Stadtwerke und Kommunen, sondern bspw. auch Industrieunternehmen als Abwärmequellen und Selbsterzeuger auf.
Dieser Beitrag ordnet zunächst eine multikriterielle Nachhaltigkeitsbewertung in das Vorgehen kommunaler Wärmetransformationsprojekte ein. Anschließend werden Ansätze einer multikriteriellen Nachhaltigkeitsbewertung aus Projekten von FVEE- Mitgliedseinrichtungen dargestellt. Der dritte Abschnitt schließlich zeigt, wie diese in der Interaktion und Kommunikation mit den Akteuren genutzt werden können.
Ca. 50 % des Endenergiebedarfes in Deutschland, wie auch im Mittel in Europa, sind Wärme. Die Energiewende kann also nur mit einer Wärmewende gelingen. Eine klimaneutrale Wärmeversorgung zeitnah zu erreichen muss daher wesentliches Ziel der Gesellschaft und der Politik der kommenden Jahre sein. Dies spiegelt sich auch in den Sektorenzielen der Bundesregierung wider: sowohl im Gebäudesektor als auch im Industriesektor werden deutliche Einsparungen der CO2-Emissionen erwartet, die wesentlich auf eine Umstellung der Wärmebereitstellung abzielen.
In Jahr 2022 kamen zu dieser bereits bekannten Zielsetzung aus klimapolitischer Sicht durch den Krieg in der Ukraine weitere wesentliche Aspekte hinzu: In der öffentlichen Diskussion dominierte das Thema "Versorgungssicherheit" in der Wärmeversorgung von Gebäuden und Industrie. Gleichzeitig wurde Erdgas als billige und ausreichend zur Verfügung stehende "Brückentechnologie" in Frage gestellt und die hohen fossilen Energiepreise rückten einige bisher oft als zu aufwändig betrachtete nachhaltige Technologien schlagartig mehr ins Zentrum der Lösungen.
Somit war 2022 das Jahr, in dem das Thema klimaneutrale Wärme bisher unbekannte Aufmerksamkeit erfuhr.
Der Klimawandel wird zunehmend eine der größten Gesundheitsbedrohungen des 21. Jahrhunderts. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) erwartet, dass durch die Folgen des Klimawandels zwischen den Jahren 2030 und 2050 rund 250.000 zusätzliche Todesfälle pro Jahr durch Mangelernährung, Malaria, Durchfallerkrankungen und Hitzestress verursacht werden. Allein für die direkten Gesundheitsschäden - also ohne beispielsweise indirekte Schäden, die in Sektoren wie der Landwirtschaft entstehen - werden bis 2030 Zusatzkosten von jährlich zwei bis vier Milliarden US-Dollar erwartet. Besonders betroffen sind Menschen in Gegenden mit einer schlechten Gesundheitsversorgung und Infrastruktur. Aber auch Deutschland ist von den Folgen des Klimawandels betroffen – heute und künftig.
Aktuell liegt in der Forschung noch ein Fokus darauf, zu untersuchen, in welcher Art und Weise die Menschen dem Klimawandel ausgesetzt sind (Expositionswege) und wie sich diese Gesundheitseffekte messen lassen (etwa der Unterschied der Gesundheitsauswirkungen einer globalen Durchschnittserwärmung von 1,5 oder 2 Grad Celsius). Auch wird das klimawandelbedingte Gesundheitsrisiko verschiedener Bevölkerungsgruppen von zahlreichen nationalen und internationalen Akteuren erforscht. Einer der Forschungsschwerpunkte bildet dabei die Untersuchung unterschiedlicher Anfälligkeiten für klimabedingte Gesundheitsrisiken verschiedener Gruppen (bspw. ältere Menschen, Vorerkrankte, Einkommensschwache, Kinder). Andere Studien widmen sich dem Risiko, dem Menschen in ausgewählten geografischen Regionen (etwa Brasilien) oder Angehörige bestimmter Völker (bspw. Gesellschaften in der Arktis) ausgesetzt sind. Ein noch junges Forschungsfeld umfasst Untersuchungen zur Klimaangst (climate anxiety).
Gemeinsam mit der gesetzlichen Krankenkasse BARMER hat das Wuppertal Institut sich zum Ziel gesetzt, innerhalb des Projekts "BARMER Explorationsstudie Klimawandel und Gesundheit" den aktuellen Forschungsstand zu den Auswirkungen des Klimawandels auf die Gesundheit aufzubereiten. Die Aufarbeitung erfolgt über vier Arbeitspakete (Module) hinweg. Der vorliegende Projektbericht fasst die zentralen Projektergebnisse zusammen.
At the next United Nations (UN) climate conference in the United Arab Emirates at the end of 2023, the first Global Stocktake (GST) of the Paris Agreement is due to conclude. The main goal of this process is to feed into a new round of Nationally Determined Contributions (NDCs) by Parties to the Agreement for 2035. In addition, the GST is aimed at identifying opportunities for strengthening international cooperation to achieve the Paris goals. The GST represents the first opportunity for Parties and other stakeholders to collectively highlight opportunities for international climate cooperation. Specifically, outcomes should plant the seeds for the development of concrete sectoral decarbonization roadmaps that could guide international cooperation in years to come.
Der Gebäudebereich steht nicht nur aufgrund seiner Umweltwirkungen vor großen Herausforderungen. Bei der Einhaltung der Klima- und Nachhaltigkeitsziele spielen auch die mit langen Lebens- und Nutzungsdauern von Gebäuden einhergehenden Investitionszyklen eine entscheidende Rolle. Politische und planerische Maßnahmen werden bislang hauptsächlich im Rahmen von Effizienz- und Konsistenzstrategien entwickelt und umgesetzt, um Umweltwirkungen zu minimieren. Die Suffizienzstrategie erfährt im Vergleich dazu eine deutlich geringere Aufmerksamkeit. Ziel dieses Vorhabens ist es deshalb, Suffizienz für den Gebäudebereich zu definieren, geeignete technische und organisatorische Ansätze zu ihrer Unterstützung zu identifizieren sowie Vorschläge zu ihrer Verankerung in politischen und rechtlichen Rahmenbedingungen und Instrumenten zu erarbeiten und exemplarisch darzustellen.
Wo werden zukünftig grüner Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe produziert? Zu welchen Kosten können diese erzeugt werden? Und welchen Anteil hätte eine heimische Produktion daran? Die Ergebnisse der Studie MENA-Fuels zeigen, dass im Nahen Osten und Nordafrika langfristig sehr große kostengünstige Potenziale für grünen Strom, Wasserstoff und Synfuels bestehen. Die Berücksichtigung von Investitionsrisiken hat jedoch einen signifikanten Einfluss auf deren Kosten und damit auf die Wahl der potenziellen Exportländer.
Treibhausgasneutralität in Deutschland bis 2045 : ein Szenario aus dem Projekt SCI4climate.NRW
(2023)
Die klimapolitischen Ziele Deutschlands und der EU machen eine sehr schnelle und tiefgreifende Transformation sowohl der Energieversorgung als auch der energieverbrauchenden Sektoren notwendig. Diese Transformationsherausforderung betrifft nicht zuletzt die energieintensive Industrie in Deutschland, die vor grundlegenden technologischen Veränderungen wichtiger Produktionsprozesse steht. Die Herausforderungen für die Industrie werden durch die aktuelle Energiekrise weiter verschärft.
Vor diesem Hintergrund stellt das hier vorgestellte Klimaschutzszenario "SCI4climate.NRW-Klimaneutralität" (S4C-KN), das im Rahmen des vom Land NRW finanzierten Forschungsprojekts "SCI4climate.NRW" entwickelt wurde, die möglichen künftigen Entwicklungen in der energieintensiven Industrie in den Mittelpunkt der Analyse. Das Szenario analysiert diese Entwicklungen im Kontext eines gesamtwirtschaftlichen Transformationspfads hin zu einem klimaneutralen Deutschland im Jahr 2045.
Do ngân sách các-bon còn lại trên toàn thế giới đang giảm nhanh chóng, các quốc gia trên toàn cầu đang tìm kiếm các giải pháp để hạn chế phát thải khí nhà kính. Ngành công nghiệp sản xuất và sử dụng than là một trong những ngành phát thải nhiều các-bon nhất, do vậy, các khu vực khai thác than sẽ bị ảnh hưởng đặc biệt bởi quá trình chuyển đổi sang hệ thống năng lượng và kinh tế trung hòa với khí hậu. Tại các khu vực thực hiện chuyển đổi, những thách thức không chỉ tồn tại trong lĩnh vực sản xuất năng lượng, bảo vệ môi trường, mà còn ở các lĩnh vực kinh tế và xã hội - thường được biết đến với khái niệm "Chuyển đổi Công bằng". Các cấp ra quyết định ở các khu vực khai thác than rất cần có các công cụ hỗ trợ giúp họ xác định các giải pháp chuyển đổi, vừa giúp đa dạng hóa nền kinh tế, vừa hỗ trợ người lao động và cộng đồng địa phương. Viện Wuppertal mong muốn hỗ trợ nâng cao năng lực cho các khu vực khai thác than trên toàn thế giới thông qua Bộ công cụ Chuyển dịch Công bằng – một tài liệu tổng quát, minh họa những thách thức và cơ hội của quá trình chuyển đổi bền vững. Bộ Công cụ này bao gồm kiến thức về xây dựng chiến lược, đưa ra các khuyến nghị về quản trị quá trình chuyển đổi, thúc đẩy việc làm bền vững, nêu bật các lựa chọn công nghệ và đề cập tới vấn đề phục hồi môi trường, tái sử dụng các cơ sở hạ tầng sản xuất than. Bộ Công cụ này được xây dựng dựa trên các nghiên cứu của Viện Wuppertal trong khuôn khổ “Sáng kiến của Liên Minh Châu Âu về chuyển dịch tại các khu vực khai thác than” và các kinh nghiệm thực tế của một số khu vực khai thác than trên toàn thế giới.