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Energiesparen ist durch den Krieg in der Ukraine das Gebot der Stunde, um uns unabhängig von russischen Energieträgern zu machen; vor Kriegsbeginn spielte dieses Thema keine allzu große Rolle in der breiteren politischen Diskussion. In Szenarien und Strategien, wie mittel- und langfristige Klimaziele erreicht werden könnten, gewann das Thema Energiesparen durch Energiesuffizienz in den vergangenen Jahren hingegen immer mehr an Bedeutung, wobei die technischen Strategien Effizienz und Konsistenz, also die Umstellung auf erneuerbare Energien, noch immer maßgebend sind.
In diesem Beitrag zeigen wir, welche Rolle das Senken des Energieverbrauches spielt, um Klimaziele zu erreichen, und warum dies eine geeignete Möglichkeit ist, multiple Krisen gleichzeitig zu lösen. In Hinblick darauf ist Energiesuffizienz unabdingbarer Bestandteil möglicher Lösungsstrategien. Außerdem skizzieren wir, welche kurz, mittel- und langfristigen Politikinstrumente derzeit diskutiert werden, und ergänzen dies um weitere Ideen zu Einsparpotenzialen sowie um Umsetzungsbeispiele.
Deutschland liegt bei Klimaschutz und der langfristigen Sicherung der Energie- und Rohstoffversorgung weit hinter seinen eigenen Zielen. Nur mit Tempo, Mut und Ehrlichkeit lässt sich der Rückstand jetzt aufholen. Dazu gehören ein beschleunigter Ausbau erneuerbarer Energien, ein sofortiger Aufbau eines umfassenden Netzes für grünen Wasserstoff, verbindliche Ziele für eine echte Kreislaufwirtschaft, klare Vorgaben für den Wohnungsbestand, eine ernsthafte Mobilitätswende und wirksame Anreize für eine nachhaltige Produktion. Bei all dem müssen sozial gerechte Lösungen gefunden werden, nur so lässt sich CO2-Vermeidung und Ressourcenschutz in der Breite durchsetzen.
Das vorliegende Impulspapier des Wuppertals Instituts zeigt, wie sehr Deutschland auf dem Weg zur Nachhaltigkeit seinen eigenen Zielen hinterherhinkt.
Das Energiesystem der Zukunft wird stark durch Elektrifizierung geprägt sein. Für die Langzeitspeicherung von Energie sowie für Bereiche, die sich nicht sinnvoll durch Strom defossilieren lassen, werden aber auch in Zukunft chemische Energieträger benötigt. Das Ziel der Klimaneutralität bedingt, dass diese Energieträger vollständig emissionsfrei aus erneuerbaren Energien (EE) hergestellt werden. Diese grünen Energieträger sind transportier- und handelbar, sodass sich ein internationaler Markt für grünen Wasserstoff und seine Folgeprodukte entwickeln wird.
Derzeit gibt es diesen Markt noch nicht. Grüner Wasserstoff ist preislich noch nicht konkurrenzfähig gegenüber fossilen Brennstoffen. Den größten Anteil am Wasserstoffpreis haben die Kosten für die Elektrolyseanlage sowie die Kosten für die Strombereitstellung. Die besten Bedingungen für die Wasserstoffproduktion bieten daher EE-Standorte und Technologien mit hohen Volllaststundenzahlen, an denen auch der Elektrolyseur bei wenig EE-Abregelung auf viele Betriebsstunden kommt.
Transponder-based Aircraft Detection Lighting Systems (ADLS) are increasingly used in wind turbines to limit beacon operation times, reduce light emissions, and increase wind energy acceptance. The systems use digital technologies such as receivers of digital transponder signals, LTE/5G, and other information and communication technology. The use of ADLS will be mandatory in Germany both for new and existing wind turbines with a height of >100 m from 2023 (onshore) and 2024 (offshore), so a nationwide rollout is expected to start during 2022. To fully realize the benefits while avoiding risks and bottlenecks, a thorough and holistic understanding of the efforts required and the impacts caused along the life cycle of an ADLS is essential. Therefore, this study presents the first multi-aspect holistic evaluation of an ADLS. A framework for evaluating digital applications in the energy sector, previously developed by the authors, is refined and applied. The framework is based on multi-criteria analysis (MCA), life cycle assessment (LCA), and expert interviews. On an aggregated level, the MCA results show an overall positive impact from all stakeholders’ perspectives. Most positive impacts are found in the society and politics category, while most negative impacts are of technical nature. The LCA of the ADLS reveals a slightly negative impact, but this impact is negligible when compared to the total life cycle impact of the wind turbines of which the ADLS is a part. Besides the aggregated evaluation, detailed information on potential implementation risks, bottlenecks, and levers for life cycle improvement are presented. In particular, the worldwide scarcity of the required semiconductors, in combination with the general lack of technicians in Germany, lead to the authors’ recommendation for a limited prolongation of the planned rollout period. This period should be used by decision-makers to ensure the availability of technical components and installation capacities. A pooling of ADLS installations in larger regions could improve plannability for manufacturers and installers. Furthermore, an ADLS implementation in other countries could be supported by an early holistic evaluation using the presented framework.
Community-based approaches to natural resource management are being discussed and experienced as promising ways for pursuing ecological conservation and socio-economic development simultaneously. However, the multiplicity of levels, scales, objectives and actors that are involved in sustainability transformations tends to be challenging for such bottom-up approaches. Collaborative and polycentric governance schemes are proposed for dealing with those challenges. What has not been fully explored is how knowledge from local contexts of community-based initiatives can be diffused to influence practices on higher levels and/or in other local contexts. This study explores how theoretical advances in the diffusion of grassroots innovation can contribute to understanding and supporting the diffusion of knowledge and practices from community-based initiatives and proposes a transdisciplinary approach to diffusion. For that aim, we develop an analytical perspective on the diffusion of grassroots innovations that takes into consideration the multiplicity of actors, levels and scales, the different qualities/types of knowledge and practices, as well as their respective contributions. We focus on the multiplicity and situatedness of cognitive frames and conceptualize the diffusion of grassroots innovations as a transdisciplinary process. In this way three different diffusion pathways are derived in which the knowledge and practices of grassroots initiatives can be processed in order to promote their (re)interpretation and (re)application in situations and by actors that do not share the cognitive frame and the local context of the originating grassroots initiative. The application of the developed approach is illustrated through transdisciplinary research for the diffusion of sustainable family farming innovations in Colombia. This conceptualization accounts for the emergence of multiplicity as an outcome of diffusion by emphasizing difference as a core resource in building sustainable futures.
Die Bundesrepublik Deutschland hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2045 klimaneutral zu werden. Das kann nur funktionieren, wenn fossile Rohstoffe durch erneuerbare Energien ersetzt werden - insbesondere in den Bereichen Industrie und Verkehr. Ein wesentlicher Baustein in diesem Transformationsprozess ist die Errichtung einer Wasserstoffwirtschaft, innerhalb derer Strom aus erneuerbaren Energien in grünen Wasserstoff umgewandelt und dieser als Energieträger vor allem in den Bereichen Industrie und Verkehr angewendet wird.
Die Forschung der FVEE-Institute zum Einsatz von klimaneutral erzeugtem Wasserstoff in der Industrie deckt sowohl technische Aspekte für einzelne Prozesse ab als auch systemanalytische Betrachtungen, die die Einsatzmöglichkeiten von Wasserstoff am einzelnen Standort oder für bestimmte Branchen in Deutschland bzw. Europa untersuchen.
Die Motivation zum Einsatz von Wasserstoff ergibt sich aus drei Gründen:
1. In der stofflichen Verwendung wird Wasserstoff als Molekül benötigt und kann deshalb auch nicht durch andere Energieträger substituiert werden. So wird Wasserstoff bereits heute in großen Mengen in der Ammoniaksynthese (Haber-Bosch-Verfahren) sowie in den Raffinerien benötigt.
2. Eine weitere Verwendungsart für Wasserstoff ergibt sich aus seiner Fähigkeit, Sauerstoff aus Eisenerz chemisch zu binden. Beim Einsatz in Direktreduktionsanlagen kann Wasserstoff als Reduktionsmittel eingesetzt werden, um Eisenerz zu Roheisen zu reduzieren.
3. Als dritte Option gerät die energetische Verwendung von Wasserstoff in der Industrie zunehmend in den Fokus der energiepolitischen Debatten. Hier steht Wasserstoff in einem klimaneutralen System direkt in Konkurrenz zu anderen Energieträgern wie Strom und Biomasse.
Sufficiency measures are potentially decisive for the decarbonisation of energy systems but rarely considered in energy policy and modelling. Just as efficiency and renewable energies, the diffusion of demand-side solutions to climate change also relies on policy-making. Our extensive literature review of European and national sufficiency policies fills a gap in existing databases. We present almost 300 policy instruments clustered into relevant categories and publish them as "Energy Sufficiency Policy Database". This paper provides a description of the data clustering, the set-up of the database and an analysis of the policy instruments. A key insight is that sufficiency policy includes much more than bans of products or information tools leaving the responsibility to individuals. It is a comprehensive instrument mix of all policy types, not only enabling sufficiency action, but also reducing currently existing barriers. A policy database can serve as a good starting point for policy recommendations and modelling, further research is needed on barriers and demand-reduction potentials of sufficiency policy instruments.
Unvermeidbare Emissionen aus der Abfallbehandlung : Optionen auf dem Weg zur Klimaneutralität
(2022)
Auch die thermische Abfallbehandlung in Deutschland kann zu einem Baustein des klimaneutralen Wirtschaftens werden. Allerdings sind dafür noch verschiedene Voraussetzungen zu schaffen. Technisch sind neben den bereits bekannten weitere innovative Verfahren in der Entwicklung; nicht zu vernachlässigen ist zudem die anspruchsvolle Aufgabe des CO2-Handlings. Hier ist zum einen der Aufbau der benötigten Infrastruktur zu nennen. In Bezug auf die Nutzung des abgetrennten CO2 ist auch die Industrie gefragt, um sektorübergreifende, klimafreundliche Use-Cases und Geschäftsmodelle rund um CCU und die weitmöglichste Schließung von Kohlenstoffkreisläufen zu entwickeln. Entsprechende Regularien und Marktanreize sind politisch zu setzen.
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 transition in MENA countries has been developed and applied to the case of Palestine. It is designed to support the strategy development and governance of the energy transition and to serve as a guide for decision-makers.
The transition towards renewable energies is still at a very early stage in Palestine. The long-standing political conflict between Palestine and Israel has prevented the large-scale deployment of renewable energy due to land restrictions. Palestine's political instability, its geographically fragmented territories, and its high dependence on Israel's imports are the most pressing concerns for Palestine’s electricity sector. At the operational level, particularly the transmission and distribution infrastructure need to be better interconnected, renewed and expanded to accommodate larger volumes of renewable electricity and at the same time improve efficiency.
The modelled demand development shows that Palestine will most likely have to continue importing electricity even if the potential of renewable energy is fully exploited. This underlines the importance of sustainable energy partnerships for Palestine. The results of the analysis along the transition phase model towards 100% renewable energy are intended to stimulate and support the discussion on Palestine's future energy system by providing an overarching guiding vision for the energy transition and the development of appropriate policies.
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 ten countries: Algeria, Egypt, Iraq, Israel, Jordan, Lebanon, Morocco, Palestine, Tunisia, and Yemen. This report synthesises the results of these ten studies.
The analysis shows that the state of the energy sector in the MENA region varies from country to country, but some underlying trends are present in all countries. In the majority of countries, energy prices are subsidised, and energy markets are mostly not liberalised. The energy demand in all analysed countries is growing and most grid systems are poorly interconnected across borders. Still, the expansion of RE in the MENA region can benefit from significant global progress and cost reductions in RE technologies.
Reducing greenhouse gas (GHG) emissions is not the only key driver for energy transition. In fact, the main motives for transition are that RE can help to meet growing demand, reduce dependence on imports, increase energy security, and provide opportunities for economic development.
All countries studied have RE targets. While some countries are on track to meet these targets, others need to increase their efforts to expand renewable electricity generation in order to meet their goals. Strong progress has been made in countries with limited fossil energy resources, while in some countries that produce and export large amounts of fossil energy resources, the energy transition is progressing rather slowly.
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 Yemen. It is designed to support the strategy development and governance of the energy transition and to serve as a guide for decision makers.
The transition towards REs is still at a quite early stage in Yemen. The military conflict has prevented the implementation of most of the planned large-scale renewable projects. The political instability, the high dependence on fossil fuels, and poor administrative performance are the most pressing concerns for Yemen's electricity sector. At an operational level, Yemen requires a total retrofit of the electricity infrastructure and needs to expand its overall capacity while improving its efficiencies.
Despite these challenges, rebuilding the energy system after the political turmoil and the subsequent violent conflicts could offer Yemen the capability to transition towards renewables. This will provide short-term and long-term opportunities and avoid stranded investments in fossil-fuel capacities.
The priority is to improve the framework conditions for RE in Yemen, starting with the development of a long-term strategy up to 2030 and beyond. Also, an appropriate and transparent legislation must be created. Furthermore, based on the legislation, clear regulations for REs must be introduced, and a realistic timeframe for expansion must be established in order to promote acceptance and market development on a large scale.
The results of the analysis along the transition phase model towards 100% RE are intended to stimulate and support the discussion on Yemen's future energy system by providing an over-arching guiding vision for the energy transition and the development of appropriate policies.
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 Lebanon. It is designed to support the strategy development and governance of the energy transition and to serve as a guide for decision makers.
Lebanon's energy transition towards REs stands at a very early stage of the first transformation phase. Although abundant solar and wind energy potential does exist, the pathway towards a 100% renewables energy seems very challenging for Lebanon, as a consequence of highly unstable political conditions. The most pressing concern for Lebanon's electricity sector is combating the country's fiscal imbalance, while providing secure and reliable electricity supply. At the operational level, Lebanon's grid network requires significant investments to rebuild, retrofit, and expand the overall capacity and energy efficiency improvements.
The need to strengthen the energy system after the political turmoil of the civil war is likely to offer several long-term opportunities, such as developing the economy, reducing environmental pollution, and increasing the energy security. In order to move forward into the first phase, Lebanon needs to improve the framework conditions for REs and implement its visions. It needs to support the market development in a realistic timeframe, where structural reforms represent the highest priority.
The results of the analysis along the transition phase model towards 100% renewables energy are intended to stimulate and support the discussion on Lebanon's future energy system by providing an overarching guiding vision for the energy transition and the development of appropriate policies.
Innovative digital technologies open up new opportun ities for small and medium-sized enterprises (SMEs) to improve energy efficiency and energy management behavior. The question is: How far will SMEs be capable of profiting from the benefits of these new technologies? Using technology screening, this study identifies smart metering and mobile energy monitoring as digital technologies best addressing SMEs' specific demands. In addition, potentials and limitations of the technologies are investigated in two qualitative in-depth field trials. Barriers to adopting digitally enabled energy management practices are examined. The results indicate that visualising energy data enables SMEs to pursue new energy management practices for reducing energy consumption and costs (such as peak load analysis). SMEs need extensive guidance to identify and pursue these strategies. In conclusion, an exploratory adoption model for digitally enabled energy management practices is developed. Hypotheses for future experimental studies and policy implications are derived.
The EU aims to become the first climate neutral continent. To achieve this goal, the industry sector needs to reduce its GHG emissions to net zero or at least close to net zero. This is a particularly challenging task due to the high energy demand especially of primary materials production and the little potential to reduce this energy intensity when switching to other production processes based on electricity or hydrogen. In order to identify robust strategies for achieving a net-zero-compatible industry sector, the paper at hand analyses the transformation of the industry sector as described by a number of recent climate neutrality scenarios for Germany. Apart from overall industry, a focus is set on the sectors of steel, chemicals and cement. The analysed scenarios show very deep GHG emission reductions in industry and they appear to be techno-economically feasible by the mid of the century, without relying on offsets or on shifts from domestic production to imports. The scenarios agree on a suite of core strategies to achieve this, such as direct and indirect electrification, energy efficiency and recycling as well as new technological routes in steel making and cement. The scenarios differ, however, regarding the future mix of electricity, hydrogen and biomass and regarding the future relevance of domestic production of basic chemicals.
The war in Ukraine is changing the political landscape at breakneck speed. How should politics and society react to high energy prices and a precarious dependence on fossil fuels imports? Can modern societies get by with much less energy? Energy sufficiency can play an important role in answering these questions. The contributions in this Special topic explore sufficiency as an interdisciplinary research topic for energy modeling, scenarios, and policy.
Dengan semakin berkurangnya "anggaran karbon" atau carbon budget di seluruh dunia, berbagai negara sedang mencari solusi untuk mengurangi emisi gas rumah kaca. Karena produksi dan penggunaan batu bara dapat dikatakan sebagai salah satu penghasil emisi karbon yang sangat besar dan memicu perubahan iklim, oleh karena itu dapat diperkirakan bahwa wilayah penghasil batu bara akan sangat terdampak akibat transformasi energi dari sistem energi yang berbasis bahan bakar fosil menjadi energi terbarukan. Tantangan yang muncul tidak hanya di bidang produksi energi, perlindungan lingkungan, tetapi juga dalam aspek ekonomi dan sosial di kawasan kawasan batu bara yang tengah menghadapi transformasi - sering disebut dengan istilah "Transisi Berkeadilan". Para pengambil keputusan di wilayah penghasil batu bara, sangat membutuhkan alat pendukung untuk memulai langkah-langkah untuk mendiversifikasi ekonomi lokal yang disaat bersamaan juga mendukung pekerja dan masyarakat lokal. Transisi Berkeadilan ini membutuhkan perencanaan yang komprehensif, kebijakan baru dan penyesuaian serta keterlibatan semua pemangku kepentingan.
Oleh karena itu, Wuppertal Institute merancang "Just Transition Toolbox" untuk memberikan dukungan bagi para praktisi di kawasan penghasil batu bara di seluruh dunia yang menggambarkan tantangan dan peluang dalam transisi berkelanjutan untuk audiens global. Toolbox Transisi Berkeadilan ini terdiri dari informasi tentang pengembangan strategi, rekomendasi untuk struktur tata kelola, mendorong lapangan kerja berkelanjutan, menunjukan pilihan teknologi dan menyoroti rehabilitasi lingkungan dan penggunaan kembali situs dan infrastruktur terkait batubara. Toolbox ini dikembangkan berdasarkan seperangkat alat yang dirancang oleh Wuppertal Institute melalui kerja sama dengan berbagai pemangku kepentingan atas inisiatif Uni Eropa untuk daerah-daerah kawasan Batubara yang berada dalam masa transisi. Toolbox ini juga menampilkan pelajaran yang diambil dari kawasan batu bara mitra SPIPA seperti India, Indonesia, Afrika Selatan, Jepang, Korea Selatan, Kanada, dan Amerika Serikat. Akronim SPIPA adalah kependekan dari "Kemitraan Strategis untuk Implementasi Perjanjian Persetujuan Paris" pada program UE-BMU yang dibiayai bersama oleh GIZ.
A medida que el presupuesto mundial de carbono disminuye rápidamente, los países de todo el mundo buscan soluciones para limitar las emisiones de gases de efecto invernadero. Dado que la producción y el uso del carbón son algunos de los procesos más intensivos en emisiones carbono, es previsible que las regiones que producen carbón se vean especialmente afectadas por las consecuencias de una transformación hacia la neutralidad climática. Estas regiones se enfrentan a retos en el ámbito de la producción de energía y la protección del medio ambiente, pero también a retos económicos y sociales, que se engloban en la necesidad de una "transición justa". Los responsables de la toma de decisiones en las regiones dependientes de la producción de carbón necesitan urgentemente herramientas de apoyo que ayuden a poner en marcha medidas para diversificar las economías locales y, al mismo tiempo, apoyar a los trabajadores y las comunidades locales. Wuppertal Institute busca apoyar a las regiones carboníferas de todo el mundo desarrollando una caja de herramientas para la transición justa, que ilustra los retos y las oportunidades de una transición sostenible para un público global. La caja de herramientas incluye recomendaciones para el desarrollo de estrategias y estructuras de gobernanza, líneas guía para la creación de empleo sostenible, el desarrollo de alternativas tecnológicas, la rehabilitación medioambiental y la reutilización de infraestructuras relacionados con el carbón. La caja de herramientas se basa parte del trabajo de Wuppertal Institute dentro de la Iniciativa de la UE para las Regiones Carboníferas en Transición y tiene en cuenta las circunstancias específicas de los países socios de la SPIPA: India, Indonesia, Sudáfrica, Japón, Corea del Sur, Canadá y Estados Unidos. El acrónimo SPIPA es la abreviatura de "Asociaciones Estratégicas para la Aplicación del Acuerdo de París", un programa UE-BMU cofinanciado por la GIZ.
As the worldwide remaining carbon budget decreases rapidly, countries across the globe are searching for solutions to limit greenhouse gas emissions. As the production and use of coal is among the most carbon-intensive processes, it is foreseeable that coal regions will be particularly affected by the consequences of a transformation towards a climate-neutral economy and energy system.
Challenges arise in the area of energy production, environmental protection, but also for economic and social aspects in the transforming regions - often coined with the term "Just Transition". For the decision makers in coal regions, there is an urgent need for support tools that help to kick off measures to diversify the local economies while at the same time supporting the local workers and communities.
The Wuppertal Institute aims to support coal regions worldwide by developing a Just Transition Toolbox, which illustrates the challenges and opportunities of a sustainable transition for a global audience. It comprises information about strategy development, sets recommendations for governance structures, fostering sustainable employment, highlights technology options and sheds light on the environmental rehabilitation and repurposing of coal-related sites and infrastructure. The toolbox builds on the work of the Wuppertal Institute for the EU Initiative for Coal Regions in Transition and takes into account country-specific findings from the SPIPA-partner countries India, Indonesia, South Africa, Japan, South Korea, Canada and the USA. The acronym SPIPA is short for "Strategic Partnerships for the Implementation of the Paris Agreement" an EU-BMU programme co-financed by the GIZ.
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 Tunisia. It is designed to support the strategy development and governance of the energy transition and to serve as a guide for decision makers.
The analysis shows that Tunisia has already taken important steps towards a RE transition. According to the MENA phase model, Tunisia can be classified as being in the "Take-Off Renewables" phase. Nevertheless, natural gas still plays the dominant role in Tunisia's highly subsidised electricity generation. In addition to the elevated political uncertainty, there are numerous structural, political, social, and economic challenges within the energy sector that hinder progress in the transition to REs.
Strong support at all levels is needed to promote the breakthrough of RE. This includes more detailed long-term planning and improving the regulatory framework, as well as reducing offtaker risks to improve the bankability of RE projects in order to attract private investment. Furthermore, institutional buy-in needs to be increased and the engagement of key non-state stakeholders must be strengthened.
In light of the growing domestic energy demand and with the on-going global decarbonisation efforts in favour of sustainable fuels, Tunisia would be well advised to embark on a sustainable energy path sooner rather than later to seize economic opportunities that can arise from RE development.
Steigende Energiepreise und die Importabhängigkeit von fossilen Energieträgern - unter anderem aufgrund des Krieges in der Ukraine - erfordern eine politische und gesellschaftliche Reaktion. Wie kann es gelingen, weniger Energie zu verbrauchen? Hier kann die Energiesuffizienz als Nachhaltigkeitsstrategie Ansatzpunkte liefern. Der vorliegende Beitrag widmet sich der Frage, welche Pläne und Instrumente für Energiesuffizienz die politischen Institutionen in Deutschland vorlegen.
By applying a phase model for the renewables-based energy transition in the MENA countries to Israel, the study provides a guiding vision to support the strategy development and steering of the energy transition process.
The transition towards a renewable-based energy system can reduce import dependencies and increase the energy security in Israel.
Key issues that need to be tackled in order to advance the energy transition in Israel are the expansion of flexibility options, discussion on the long-term role of natural gas, increasing participation and awareness, and exploring the future role of power-to-X in the energy system.
Im Auftrag der Fraktion BÜNDNIS 90/DIE GRÜNEN im Bayerischen Landtag haben Forschende des Wuppertal Instituts wissenschaftlich überprüft, wie viele Treibhausgas-Emissionen im Jahr 2030 bestimmte landespolitische Klimaschutz-Maßnahmen potenziell einsparen können. Die vorliegende Studie schätzt dabei sowohl die Effekte der Maßnahmen auf die insgesamt verursachten Treibhausgas-Emissionen (Verursacherprinzip) als auch auf die in Bayern selbst statistisch erfassten Emissionen (Quellenprinzip) ab.
Die Maßnahmen adressieren die folgenden fünf Bereiche: 1) Gebäude und Verkehrsmittel im Besitz der öffentlichen Hand. 2) Ausbau der Windenergie und Photovoltaik. 3) Energieeffizienz im Gebäudesektor. 4) Energieeffizienz und Verkehrsverlagerung im Transportsektor. 5) Landwirtschaft und Landnutzung.
Zwei Beispiele der untersuchten Maßnahmen sind Verbesserungen der Rahmenbedingungen für den Bau neuer Windenergieanlagen und eine stärkere Nutzung des industriellen Abwärmepotenzials.
Ziel dieses Teilvorhabens innerhalb des FlexGeber-Projektes war die Initiierung und Begleitung eines Prozesses zur Identifikation und (idealerweise späteren) Realisierung von Effizienz-, Erneuerbaren- und Flexibilitätspotenzialen in den Industriebetrieben Taifun-Tofu GmbH (Lebensmittel) und Hermann Peter KG (Baustoffe).
Dazu haben die Forschenden jeweils in einem Workshop relevante Akteure zusammengebracht und Wissen zur Bestimmung und Bewertung von Flexibilitäten aus technischer, rechtlich-politischer sowie strukturell-organisatorischer Sicht erarbeitet und vermittelt. Gemeinsam klärten sie, welche Informationen in welchem Format für Unternehmen erforderlich und relevant sind, um Flexibilitätsoptionen identifizieren und umsetzen zu können.
Insgesamt gliedert sich die methodische Vorgehensweise in vier zentrale Arbeitsschritte: Vor-Ort-Begehungen bei den Reallaboren, Identifikation technischer Hotspots, Akteursworkshop sowie abschließende Auswertung. Der vorliegende Teilbericht dokumentiert diesen Prozess und fokussiert auf die Identifikation von möglichen Effizienz-, Erneuerbaren- und Flexibilitätsoptionen und der Erfassung von Hemmnissen, die einer Umsetzung von Maßnahmen zur Erschließung der Potenziale bei den Praxispartnern entgegenstehen.
Da die Workshops vornehmlich auf die Unternehmen Taifun-Tofu und Hermann Peter ausgerichtet waren, fokussiert dieser Bericht auf Hemmnisse, die diese Unternehmen bzw. Unternehmen dieser Branchen betreffen. Darüber hinaus ist ein Kapitel zu Hemmnissen, die sich aus dem Demonstrationsvorhaben des Fraunhofer ISE-Campus (Ausbau des Kältenetzes und Installation von Kältespeichern) ableiten, ist in diesem Bericht enthalten.
Das Forschungsvorhaben FlexGeber hat die Darstellung des Flexibilitätspotentials von gewerblich und industriell genutzten Gebäuden in Deutschland sowie die Verknüpfung mit den sich wandelnden Anforderungen des Energiesystems zum Ziel. Im Rahmen des Projekts wurde durch die Projektpartner eine gemeinsame Vision für einen treibhausgasneutralen Nichtwohngebäudebestand erarbeitet. Die Vision stellt ein von den Projektpartner geteiltes Zielszenario dar, in welchem ein treibhausgasneutraler Nichtwohngebäudebestand Realität ist. Im vorliegenden Bericht betrachten das IKEM und das Wuppertal Institut die für ein solches Szenario erforderlichen gesellschaftlichen, wirtschaftlichen, ökologischen und politischen Rahmenbedingungen.
Das Ziel der Klimaneutralität bis zum Jahr 2045 stellt nicht zuletzt den Industriesektor vor erhebliche Herausforderungen. Für diesen Sektor werden teilweise sehr unterschiedliche Entwicklungspfade in Richtung Klimaneutralität beschrieben, wie ein Blick in verschiedene aktuelle Szenariostudien zeigt. Dennoch gibt es auch im Industriesektor bestimmte Emissionsminderungsstrategien, die in allen vorliegenden Szenarien als unverzichtbar angesehen werden.
Die vorliegende Darstellung vergleicht fünf ausgewählte aktuelle Klimaschutzszenarien für Deutschland in Hinblick auf zentrale Entwicklungen im Energiesystem bis Mitte des Jahrhunderts. Die fünf Szenarien sind zwischen April und Oktober 2021 erschienen und beschreiben unterschiedliche Pfade, wie Klimaneutralität in Deutschland bis zum Jahr 2045 bzw. 2050 erreicht werden könnte. Die Szenarien wurden von verschiedenen Organisationen in Auftrag gegeben und von unterschiedlichen wissenschaftlichen Instituten bzw. Beratungsunternehmen erarbeitet.
Im vorliegenden Vergleich werden verschiedene Kenngrößen des Energiesystems auf Energieangebots- sowie Energienachfrageseite betrachtet. Die Gegenüberstellung der jeweiligen Entwicklungen in den Szenarien soll aufzeigen, in welchen Bereichen die Studien auf dem Weg zur Klimaneutralität ähnliche Entwicklungen vorsehen und in welchen Bereichen es derzeit noch deutlich abweichende Vorstellungen über die genaue Ausgestaltung der Energiesystemtransformation gibt.
Um einen angemessenen Beitrag zu einer Begrenzung des weltweiten Temperaturanstiegs auf 1,5 Grad Celsius zu leisten, müsste Deutschland und damit auch der Gebäudesektor schon bis 2035 treibhausgasneutral sein. Greenpeace hat daher das Wuppertal Institut beauftragt, ein Sechs-Punkte-Sofortprogramm für erneuerbare Wärme und effiziente Gebäude zu erarbeiten, mit dem dieses Ziel erreichbar wird. Das Sofortprogramm sieht vor, dass in drei zentralen Bereichen jeweils eine ordnungsrechtliche Maßnahme mit einer spezifischen, dazu passenden finanziellen Fördermaßnahme kombiniert wird:
1) Ausstiegsgesetz für fossile Heizungen und Förderung für elektrische Wärmepumpen und Solarthermie. 2) Pflicht und Förderung für die energetische Sanierung ineffizienter Gebäude mit ökologischen Kriterien. 3) Gesetz mit Zielen sowie förderlichen Bestimmungen und dazu passende Förderung für Erneuerbare-Wärmenetze: Ausbau und Umstieg auf grüne Wärmeerzeugung.
So erhöht das Sofortprogramm die energetische Sanierungsrate auf drei bis vier Prozent pro Jahr und führt dazu, dass schon 2035 fast zwei Drittel der Gebäude mit Wärmepumpen und etwa ein Viertel mit Nah- und Fernwärme aus erneuerbaren Energien beheizt werden und ein Drittel zusätzlich mit thermischen Solaranlagen ausgestattet wird.
Technological breakthroughs and policy measures targeting energy efficiency and clean energy alone will not suffice to deliver Paris Agreement-compliant greenhouse gas emissions trajectories in the next decades. Strong cases have recently been made for acknowledging the decarbonisation potential lying in transforming linear economic models into closed-loop industrial ecosystems and in shifting lifestyle patterns towards this direction. This perspective highlights the research capacity needed to inform on the role and potential of the circular economy for climate change mitigation and to enhance the scientific capabilities to quantitatively explore their synergies and trade-offs. This begins with establishing conceptual and methodological bridges amongst the relevant and currently fragmented research communities, thereby allowing an interdisciplinary integration and assessment of circularity, decarbonisation, and sustainable development. Following similar calls for science in support of climate action, a transdisciplinary scientific agenda is needed to co-create the goals and scientific processes underpinning the transition pathways towards a circular, net-zero economy with representatives from policy, industry, and civil society. Here, it is argued that such integration of disciplines, methods, and communities can then lead to new and/or structurally enhanced quantitative systems models that better represent critical industrial value chains, consumption patterns, and mitigation technologies. This will be a crucial advancement towards assessing the material implications of, and the contribution of enhanced circularity performance to, mitigation pathways that are compatible with the temperature goals of the Paris Agreement and the transition to a circular economy.
Deutschlands Klimaschutzstrategie baut auf den Einsatz von grünem Wasserstoff aus erneuerbaren Energien. Doch wo soll der Wasserstoff herkommen, aus heimischer Produktion oder importiert aus dem Ausland? Eine Studie des Wuppertal Instituts und DIW Econ schafft einen Überblick über die aktuelle Datenlage und ermittelt Wertschöpfungs- und Beschäftigungseffekte beider Strategien. Das Resümee: Es trifft nicht zu, dass importierter Wasserstoff allgemein günstiger ist, entscheidend sind je nach Herkunftsland die tatsächlich realisierbaren Strom- und Transportkosten. Wird der grüne Wasserstoff stattdessen im eigenen Land produziert, wird dies zudem eine positive Beschäftigungswirkung und Wertschöpfung entfalten. Mit der Erreichung der Klimaziele 2050 betrüge die zusätzliche Wertschöpfung bei einer stark auf die heimische Erzeugung ausgerichtete Strategie bis zu 30 Milliarden Euro im Jahr 2050 und es könnten bis zu 800.000 Arbeitsplätze geschaffen werden.
Diese Fallstudie untersuchte den durch die geringe Wettbewerbsfähigkeit des Steinkohlebergbaus ausgelösten Strukturwandel im Ruhrgebiet vom Ende der 1950er Jahre bis 2015. Mit Hilfe verschiedener qualitativer und quantitativer Methoden der empirischen Sozial- und Wirtschaftsforschung analysierte sie den Strukturwandelprozess und die in Reaktion auf diesen Prozess umgesetzte Strukturpolitik mit dem Ziel, dieses Wissen für zukünftige Strukturwandelprozesse in anderen (Kohle-)Regionen zur Verfügung zu stellen. Eine Diskursanalyse half zu erkennen, wer warum welche strukturpolitischen Ansätze unterstützte - und gibt damit Hinweise auf die mögliche Relevanz von Erfahrungen für andere Regionen.
Diese Fallstudie untersuchte den durch den Systemwechsel von der Plan- zur Marktwirtschaft ausgelösten Strukturwandel in der Lausitz im Zeitraum 1990-2015. Mit Hilfe verschiedener qualitativer und quantitativer Methoden der empirischen Sozial- und Wirtschaftsforschung analysierte sie den Strukturwandelprozess und die in Reaktion auf diesen Prozess umgesetzte Strukturpolitik mit dem Ziel, dieses Wissen für zukünftige Strukturwandelprozesse in anderen (Kohle-)Regionen zur Verfügung zu stellen. Eine Diskursanalyse half zu erkennen, wer warum welche strukturpolitischen Ansätze unterstützte - und gibt damit Hinweise auf die mögliche Relevanz von Erfahrungen für andere Regionen.
Analysis of the historical structural change in the German hard coal mining Ruhr area (case study)
(2022)
This case study examined the structural change in the Ruhr area caused by the low international competitiveness of German hard coal mining over the period from the late 1950s to 2015. It analysed the structural change process and the structural policies implemented as a reaction to this process with the objective to make this knowledge available for future structural change processes in other (coal) regions by deploying various qualitative and quantitative methods of empirical social and economic research. A discourse analysis helped to recognise who supported which structural policy approaches and why - and thus gives indications of the possible relevance of experiences for other regions.
This case study examined the structural change in Lusatia caused by the system change from a centrally planned economy to a market economy in the period 1990-2015. It analysed the structural change process and the structural policies implemented as a reaction to this process with the objective to make this knowledge available for future structural change processes in other (coal) regions by deploying various qualitative and quantitative methods of empirical social and economic research. A discourse analysis helped to recognise who supported which structural policy approaches and why - and thus gives indications of the possible relevance of experiences for other regions.
Effective policies to mitigate climate change need to be accompanied by a socially just transition. Based on experiences of past and ongoing transition policies in coal regions in Europe and with indications to the specificity of framework conditions and challenges and to the potential effectiveness and transferability of approaches, this paper presents lessons learnt which can be inspirational for similar transitions in other coal regions and for transitions in other sectors.
Die direkte Abscheidung von Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Luft, das sogenannte Direct Air Capture (DAC), wird vermehrt als eine der Möglichkeiten zur Reduzierung von Treibhausgasen und damit der Begrenzung der Klimaerwärmung diskutiert. Vorteilhaft gegenüber anderen technischen Ansätzen zur Entnahme von atmosphärischen CO2 (Negativemissionstechnologien) ist die genaue Planbarkeit, die geringen Auswirkungen auf die Umwelt und die Ausgabe von CO2 in Reinform. Das CO2 kann anschließend dauerhaft gespeichert (Direct Air Capture and Sequestration) oder zur Erzeugung von bspw. synthetischen Brennstoffen (Direct Air Carbon Capture and Utilization) in Power-to-X-Routen (PtX) genutzt werden.
Ziel dieser Arbeit ist es, im Kontext der deutschen Klimaneutralitätsziele bis 2045 beispielhaft eine Auslegung von DAC-Anlagen in Deutschland zu untersuchen. Dabei werden die unterschiedlichen Ressourcenverbräuche (Energie, Wasser, Fläche) sowie Kosten und mögliche Einsparungen durch eine Abwärmenutzung dargestellt und verglichen.
Dabei soll diese Arbeit zur Beantwortung der folgenden Forschungsfragen beitragen:
Welche technologischen DAC-Ansätze sind für Deutschland realisierbar? Welche Mengen an CO2 müssen in Deutschland umgesetzt werden, um den Bedarf an Negativemission zu decken? Welcher Ressourcenverbrauch entsteht in Deutschland, wenn die betrachteten Fallstudien umgesetzt werden? Welchen Infrastrukturaufwand hat dies zur Folge? Ist eine Implementierung in den notwendigen Größenordnungen realisierbar, und welche Faktoren wirken hierbei beschränkend?
Für eine systematische Analyse wurden die DAC-, die PtX- und die elektrischen und Wärmeenergieerzeugungsanlagen modular für die Jahre 2020, 2030, 2040 und 2045 aufbereitet. Die Bezugsgrößen wurden so gewählt, dass sie dem DAC-Modul entsprechen. In vier Fallstudien wurden mögliche Kombinationsmöglichkeiten und Implementierungspfade bis 2045 zusammengestellt, analysiert und diskutiert. Es zeigt sich, dass ein großskaliger Einsatz von DAC in Deutschland realisierbar ist. Zentrale Herausforderungen ergeben sich allerdings aus dem hohen Flächen- und Energiebedarf. Der Flächenbedarf resultiert dabei vor allem aus den flächenintensiven erneuerbaren Energieerzeugern. Mit Fokus auf ertragreiche Standorte sind Nord- und Süddeutschland, mit Blick auf ihr Wind- bzw. Sonnenpotenzial, als vielversprechend bei der Implementierung der DAC- Technologie einzustufen. Eine Implementierung der DAC-Technologie mit dem Ziel der dauerhaften CO2-Speicherung ist an norddeutschen Küstengebieten im Vergleich zu Süddeutschland vorteilhafter. Die Installation der DAC-Technologie in Kombination mit der PtX-Route wird aufgrund des hohen elektrischen Energiebedarfs in Deutschland als nicht realisierbar eingeschätzt.
Um den Klimawandel begrenzen zu können, wird zunehmend der Einsatz von Direct Air Capture (DAC) zur Erzeugung von Negativemissionen diskutiert. Anhand von Kosten sowie dem Flächen-, Wasser- und Energieverbrauch werden in diesem Artikel mögliche Implementierungspfade der DAC-Technologie, aufbauend auf einem bestehenden Klimaneutralitätsszenario für Deutschland, analysiert. Während die technische Realisierung machbar sein sollte, stellt der hohe Flächen- und Energiebedarf eine kritische Größe dar.
Klimasteuern in Deutschland (eingebunden in die EU) : Nutzen für die Entwicklungszusammenarbeit
(2021)
Die Publikation soll es Fachleuten aus Drittstaaten ermöglichen, aus den Erfahrungen, die in Deutschland mit "Klimasteuern" gemacht worden sind, Anregungen für die eigene Steuerpolitik mitzunehmen.
"Klima-Steuern" sollen Preisrelationen für Wirtschaftssubjekte so ändern, dass klimafreundliche Optionen profitabler werden. Dabei wird ein sehr weites Verständnis von "Klimasteuern" zugrunde gelegt. Nach methodischen und begrifflichen Vorüberlegungen wird eine Art "Architektur" für mögliche Ansatzpunkte solcher Steuern bereitgestellt. Exemplifiziert wird dieses moderne Verständnis von "Klimasteuern" in den Sektoren Transport, Gebäude, Elektrizität (Verbrauch und Herstellung) sowie Landwirtschaft.
The idea for the Green Recovery Tracker was born in spring 2020 when governments started making announcements on economic Corona recovery measures. From a climate and resilience perspective it is key that those recovery packages, investments and subsidies are in line with long-term climate and sustainability targets. Thus, recovery packages should not only boost the economy in the short-term, but also strike the path to a just transition towards climate neutrality.
Against this background, Wuppertal Institute and E3G have launched the Green Recovery Tracker project in late summer 2020 to shed light on the following questions: What can be considered an effective green recovery? What are good examples, which can be used as an inspiration for recovery programs aiming to support sustainable development? Where do the individual Member States stand with respect to aligning their recovery activities with the climate policy agenda?
In this report, you will find our Methodology as well our Policy Briefing highlighting our key takeaways of our country and sectoral analyses. It further includes a section on "What can we learn from our experience with the Green Recovery Tracker?". The briefing concludes with a "Guidance for future funding programs and achieving climate targets overall".
Der Diskurs um die Transformation des Energiesystems ist in den vergangenen Jahren vermehrt über wissenschaftlich fundierte Szenarien geführt worden, die aus verschiedenen gesellschaftlichen Perspektiven in Auftrag gegeben wurden. Der Vergleich von vier im Jahr 2021 erschienenen Studien zeigt auf, wo weitgehende Einigkeit über die erforderlichen Strategien zur Erreichung der Klimaneutralität bis 2045 besteht, und wo die größten Differenzen liegen.
Deutschland soll bis 2045 klimaneutral werden. So steht es im verschärften Klimaschutzgesetz, das im Juni 2021 vom Bundestag verabschiedet wurde. Die deutsche Industrie verursacht derzeit knapp ein Viertel der Treibhausgasemissionen, etwa ein Drittel davon entfällt auf die Eisen- und Stahlproduktion. Um das Klimaziel zu erreichen, müssen somit große CO2-Einsparungen in der Stahlindustrie realisiert werden.
With the move to a hydrogen-based primary steel production envisioned for the near future in Europe, existing regional industrial clusters loose major assets. Such a restructuring of industries may result in a new geographical distribution of the steel industry and also to another quality of vertical integration at sites. Both implications could turn out as drivers or barriers to invest in new technologies and are thus important in respect to vertical integration of sites and to regional policy. This paper describes an approach to model production stock invest for the steel industries in North-Western Europe. Current spatial structures are reproduced with capacity, technical and energy efficiency data on the level of single facilities like blast furnaces. With the model developed both investments in specific technologies and at specific production sites can be modelled. The model is used to simulate different possible future scenarios. The case with a clear move to hydrogen-based production is compared to a reference scenario without technological shift. The scenarios show that existing trends like movement of production to the coast may be accelerated by the new technology but that sites in the hinterland can also adapt to a hydrogen economy. Possible effects of business cycles or a circular economy on regional value chains are explored with a Monte-Carlo analysis.
Transformation zur "Grünsten Industrieregion der Welt" - aufgezeigt für die Metropole Ruhr : Studie
(2021)
Industrieregionen stehen vor besonderen Herausforderungen für eine nachhaltige und klimagerechte Entwicklung, sie müssen zu "grünen Industrieregionen" werden. Doch was macht eine "grüne Industrieregion" überhaupt aus? Die vorliegende Studie des Wuppertal Instituts verdeutlicht, worauf es besonders ankommt, wie Fortschritte gemessen werden können und welche Maßnahmen die erforderliche Transformation beschleunigen können. Das Autorenteam schätzt die Vorreiterpotenziale der Metropole Ruhr für sieben Indikatoren ein, die besonders deutlich bei der Umweltwirtschaft und der Entwicklung der Grün- und Erholungsflächen herausstechen.
Bewegende Energie - das charakterisiert den beruflichen und akademischen Lebensweg von Peter Hennicke. Seine bis heute andauernde Arbeit zur Energiewende hat vieles in Bewegung gebracht. Er hat den Begriff "Energiewende" zwar nicht erfunden, aber maßgeblich mitgeprägt. Weil ihn dieses Ziel so erfüllt und sein Engagement so voller positiver Energie ist, begeistert und bewegt er die Menschen, die mit ihm zusammenwirken, und häufig auch diejenigen, die seinen Ideen zunächst skeptisch oder kritisch gegenüberstehen.
Die Autorinnen und Autoren dieses Buches stellen wesentliche Ideen und wissenschaftliche Konzepte von Peter Hennicke entlang ihrer beruflichen und wissenschaftlichen Aktivitäten vor. Damit gelingt es ihnen, sowohl 40 Jahre Energiewende und Transformation zur Nachhaltigkeit nachzuzeichnen als auch Impulse und eine Agenda für die zweite Phase der Energiewende zu setzen.
Model-based scenario analyses of future energy systems often come to deviating results and conclusions when different models are used. This may be caused by heterogeneous input data and by inherent differences in model formulations. The representation of technologies for the conversion, storage, use, and transport of energy is usually stylized in comprehensive system models in order to limit the size of the mathematical problem, and may substantially differ between models. This paper presents a systematic comparison of nine power sector models with sector coupling. We analyze the impact of differences in the representation of technologies, optimization approaches, and further model features on model outcomes. The comparison uses fully harmonized input data and highly simplified system configurations to isolate and quantify model-specific effects. We identify structural differences in terms of the optimization approach between the models. Furthermore, we find substantial differences in technology modeling primarily for battery electric vehicles, reservoir hydro power, power transmission, and demand response. These depend largely on the specific focus of the models. In model analyses where these technologies are a relevant factor, it is therefore important to be aware of potential effects of the chosen modeling approach. For the detailed analysis of the effect of individual differences in technology modeling and model features, the chosen approach of highly simplified test cases is suitable, as it allows to isolate the effects of model-specific differences on results. However, it strongly limits the model's degrees of freedom, which reduces its suitability for the evaluation of fundamentally different modeling approaches.
Although smart energy technologies (SETs) can fulfill multiple tasks in increasingly decarbonized and digitalized energy systems, market diffusion is still limited. This study investigates which beliefs influence consumers' intention to adopt two smart-energy offerings, whether the rapid growth of the smart home market will now drive SET adoption, and if consumer-driven diffusion will lead to sustainability potentials being realized. Building on UTAUT2, a new theoretical model is proposed, and a consumer acceptance survey was conducted in Germany (n = 700). Results indicate that a growing smart home market will not increase SET adoption and that "adjustable green defaults" should be introduced.
This report was prepared by the Wuppertal Institute in cooperation with the German Economic Institute as part of the SCI4climate.NRW project. The report aims to shed light on the possible phenomenon that the availability and costs of "green" energy sources may become a relevant location factor for basic materials produced in a climate-neutral manner in the future.
For this purpose, we introduce the term "Renewables Pull". We define Renewables Pull as the initially hypothetical phenomenon of a shift of industrial production from one region to another as a result of different marginal costs of renewable energies (or of secondary energy sources or feedstocks based on renewable energies).
Shifts in industrial production in the sense of Renewables Pull can in principle be caused by differences in the stringency of climate policies in different countries, as in the case of Carbon Leakage. Unlike Carbon Leakage, however, Renewables Pull can also occur if similarly ambitious climate policies are implemented in different countries. This is because Renewables Pull is primarily determined by differences in the costs and availability of renewable energies. In addition, Renewables Pull can also be triggered by cost reductions of renewable energies and by changing preferences on the demand side towards climate-friendly products. Another important difference to Carbon Leakage is that the Renewables Pull effect does not necessarily counteract climate policy.
Similar to Carbon Leakage, it is to be expected that Renewables Pull could become relevant primarily for very energy-intensive products in basic materials industries. In these sectors (e.g. in the steel or chemical industry), there is also the possibility that relocations of specific energy-intensive parts of the production process could trigger domino effects. As a result, large parts of the value chains previously existing in a country or region could also be subjected to an (indirect) Renewables Pull effect.
For the federal state of NRW, in which the basic materials industry plays an important role, the possible emergence of Renewables Pull is associated with significant challenges as climate policy in Germany, the EU and also worldwide is expected to become more ambitious in the future.
This report aims to enable and initiate a deeper analysis of the potential future developments and challenges associated with the Renewables Pull effect. Thus, in the final chapter of the report, several research questions are formulated that can be answered in the further course of the SCI4climate.NRW project as well as in other research projects.
To limit global warming, the use of carbon capture and storage technologies (CCS) is considered to be of major importance. In addition to the technical-economic, ecological and political aspects, the question of social acceptance is a decisive factor for the implementation of such low-carbon technologies. This study is the first literature review addressing the acceptance of industrial CCS (iCCS). In contrast to electricity generation, the technical options for large-scale reduction of CO2 emissions in the energy-intensive industry sector are not sufficient to achieve the targeted GHG neutrality in the industrial sector without the use of CCS. Therefore, it will be crucial to determine which factors influence the acceptance of iCCS and how these findings can be used for policy and industry decision-making processes. The results show that there has been limited research on the acceptance of iCCS. In addition, the study highlights some important differences between the acceptance of iCCS and CCS. Due to the technical diversity of future iCCS applications, future acceptance research must be able to better address the complexity of the research subject.
In Argentina, renewable energies are promoted as a way of decarbonising the electricity mix and providing reliable energy services. The national goal is to generate 20% of electricity from renewable sources by 2025. However, despite significant natural potential, solar photovoltaic still represents only a small share of Argentina's total electricity generation. Although this picture may look bleak, a wide range of market segments relating to decentralised photovoltaic generation in Argentina have developed. The general objective of this study is to examine the dynamics that currently enable or constrain the diffusion of distributed photovoltaic systems in Argentina. By applying the Technical Innovation System (TIS) approach, the aim is to understand which functions of the system are strong/weak and how these are influenced by endogenous/exogenous system strengths and weaknesses. To that end, a mixed method research strategy is applied. The exploratory sequential research design allows first to explore system strengths and weaknesses based on qualitative approaches, and then to further analyse the contextual embeddedness and the level of importance of the identified variables using quantitative survey instruments. Thereby, this study provides an important analytical method that contributes to a more nuanced understanding of the interdependencies of the TIS. The empirical results indicate that system weaknesses are shaped to a large extent by the overall contextual dynamics - such as political instability, energy subsidies and high inflation rates. System strengths relate to both the TIS itself (particularly knowledge development through pilot projects and market formation through provincial and national support programmes), to contextual relationships (linked to the availability of educational institutions that enable the rapid diffusion of knowledge) and to the importance of rural areas as protected spaces for the application of photovoltaic systems. Consequently, the study highlights the challenges to overcome for the broader diffusion of distributed photovoltaic generation.
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 transition in MENA countries has been developed and applied to the country case of Egypt. It is designed to support the strategy development and governance of the energy transition and to serve as a guide for decision makers.
Egypt, with its abundant solar and wind energy potential, has excellent preconditions to embark on the pathway towards a 100% renewable energy system. The country has successfully taken its first steps in this direction by attracting international finance and implementing several large-scale solar and wind projects. Yet, while Egypt has made significant progress, increased efforts are still required if the country aims to proceed towards a fully renewables-based system. The stronger system integration of renewable energies requires, for example, an alignment of regulations for the electricity, mobility and heat sectors. In this context, Egypt would be well advised to develop and implement an overall strategy for the energy transition that includes not only electricity generation but all sectors.
By placing a stronger focus on renewable energy, also to decarbonise the industrial sector, Egypt, as Africa's second most industrialised country, could seize the opportunity for economic development within a decarbonising global economy. The results of the analysis along the transition phase model towards 100% renewable energy are intended to stimulate and support the discussion on Egypt's future energy system by providing an overarching guiding vision for the energy transition and the development of appropriate policies.
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 transition in MENA countries has been developed and applied to the country case of Iraq. It is designed to support the strategy development and governance of the energy transition and to serve as a guide for decision makers.
The transition towards renewable energies is still at a very early stage in Iraq. Despite the drop in renewable technology costs over the last decade and the increasing deployment of renewables in the MENA region, the pathway towards renewable energies seems to be challenging for Iraq. This is attributable to the country's political instability and the dominant economic role played by the fossil fuel sector. The most pressing concern for Iraq's electricity sector is the need to secure a constant electricity supply. At operational level, Iraq's electricity infrastructure requires significant investment to rebuilt, retro-fit and expand its overall capacity and to improve efficiencies.
Yet, the need to rebuild the energy system after the war and the subsequent violent conflicts could offer an opportunity for a transition towards renewables that would benefit Iraq in the short term and also provide a long-term economic development perspective. To take advantage of this opportunity, Iraq needs to improve the framework conditions for renewable energies and raise awareness about the benefits it offers. Renewable energy regulations need to be introduced, market development supported, a realistic timeframe for the transition process established and an appropriate and reliable legal framework developed. The results of the analysis along the transition phase model towards 100% renewables are intended to stimulate and support the discussion about Iraq's future energy system by providing an overarching guiding vision for the energy transition and the development of appropriate policy strategies.
Direct Air Capture (DAC) is increasingly being discussed as a possibility to limit climate change. In this study, a possible rollout of the DAC technology at German coastal areas is analysed based on an existing climate neutrality scenario. For the year 2045 the resulting costs as well as land, water and energy consumption are examined. It is concluded that a realization of the DAC technology in Germany might be possible from a technical point of view. However, there is a high demand for land and energy. Since a rollout is needed to start in 20 years at the latest, the required discussion and evaluation should be initiated as quickly as possible.
Das vorliegende Papier zeigt, welche Weichen die Politik stellen muss, um den Gebäudebestand bis 2045 klimaneutral zu machen. Im Fokus stehen höhere Effizienzanforderungen für Bestands- und Neubauten, ein schnellerer Ausstieg aus Gas- und Ölheizungen, gleichzeitig aber auch höhere Anreize und bessere Unterstützung für Gebäudebesitzende sowie warmmietenneutrale Sanierungen, um Mietende vor einer Überlastung zu schützen.
Dabei müssen bestehende Gebäude so renoviert werden, dass sie ähnlich wie Neubauten kaum noch Energie verbrauchen. Gleichzeitig müssen Heizenergie und Stromversorgung komplett auf erneuerbare Energien umgestellt werden. Zudem muss durch intelligentere Nutzungskonzepte der Anstieg der Gebäudeflächen gebremst werden. Die kommende Legislaturperiode ist somit entscheidend, damit Klimaneutralität im Gebäudesektor bis spätestens 2045 erreicht werden kann.
Dieser Zukunftsimpuls schlägt daher ein 14 Maßnahmen umfassendes und konsistentes Politikpaket vor. Neben den oben genannten Maßnahmen des Förderns und Forderns gehören dazu insbesondere klare Vorgaben für eine bessere energetische Sanierung und ein deutliches Ziel für den Ausstieg aus fossilen Gas- und Ölheizungen, die allen Beteiligten Sicherheit geben. Individuelle Sanierungsfahrpläne für alle heute noch nicht effizienten Gebäude bis spätestens 2028 und kommunale Wärmepläne helfen den Gebäudebesitzenden bei der technischen Entwicklung ihrer Gebäude und der Investitionsplanung. Häufig sind es die nicht-monetären Hemmnisse, die maßgeblich für die geringe Sanierungsrate sind. One-Stop-Shops verringern die Hemmschwelle Maßnahmen umzusetzen. Darüber hinaus wirkt Quartiersmanagement unterstützend und hilft Kräfte zu bündeln.
Der Regionalverband Ruhr (RVR) legte nach 2017 zum zweiten Mal seinen "Bericht zur Lage der Umwelt in der Metropole Ruhr" vor. Die aktuelle Analyse, die das Wuppertal Institut erstellte, beschreibt die Umwelt- und Lebenssituation im Ruhrgebiet anhand von 20 ausgewählten Indikatoren. Das Fazit der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler: Es wurde bereits viel erreicht, jedoch nehmen der globale Klimawandel und seine Auswirkungen exponentiell an Tempo zu und betreffen alle Bereiche des menschlichen Lebens. Extreme Trockenperioden, Hitzewellen oder anhaltende Starkregenereignisse mit Überflutungen in bisher nicht gekannten Ausmaßen stellen auch das Ruhrgebiet vor neue und akute Herausforderungen.
The energy sector today accounts for about 10% to 15% of global freshwater withdrawal. Most water in the energy sector is used for generating electricity, especially for cooling processes in thermal power plants. At the same time the demand for electricity is expected to increase significantly due to population growth and economic development in emerging and developing economies. Growing demand is also driven by electrification strategies pursued by industrialized countries to decarbonize their economies. With the global demand for electricity expected to increase significantly in the coming decades also the water demand in the power sector is expected to rise. However, due to the on-going global energy transition, the future structure of the power supply - and hence future water demand for power generation - is subject to high levels of uncertainty because the volume of water required for electricity generation varies significantly depending on both the generation technology and cooling system. In light of these challenges the objective of this analysis is to provide more systematic and robust answers in terms of the impacts of different decarbonization strategies in the electricity sector on water demand at global and regional level. The focus is on operational water use for electricity generation.
Especially in the arid areas of the Middle East and North Africa (MENA), water availability plays an important role in the expansion planning of industrial-scale solar power plants. Although power plants may account for only a very small portion of local water demand, competition for water with other sectors is expected to increase when water resources are insufficient for meeting local needs. This can lead to conflicts between different users (such as communities, farmers, tourism, businesses and utilities). Despite the increasing attention on the water-energy nexus, comprehensive studies analysing the interdependencies and potential conflicts between energy and water at the local level are absent.
To examine the linkages between water resources and energy technologies at the local level, this case study was selected because Morocco is one of the countries most affected by water scarcity and, at the same time, it is also one of the most promising countries in North Africa for the development of renewable energies and offers excellent conditions for solar and wind power plants. Nevertheless, the country's electricity system is still largely based on conventional energy sources, and the country is more than 95% dependent on energy imports. To strengthen the country's energy security and reduce the financial burden associated with energy imports, Morocco is pursuing an ambitious renewable energy expansion strategy: by 2020, around 42% of the national electricity demand should be met by renewable energies. In view of Morocco's ambitious plans, it is particularly important to identify the potential conflicts and synergies resulting from the expansion of renewable energies in relation to the water sector.
The unprecedented challenge of reaching carbon neutrality before mid-century and a large share of it within 2030 in order to keep under the 1.5 or 2 °C carbon budgets, requires broad and deep changes in production and consumption patterns which, together with a shift to renewables and reinforced efficiency, need to be addressed through energy sufficiency. However, inadequate representations and obstacles to characterising and identifying sufficiency potentials often lead to an underrepresentation of sufficiency in models, scenarios and policies.
One way to tackle this issue is to work on the development of sufficiency assumptions at a concrete level where various implications such as social consequences, environmental co-benefits, conditions for implementation can be discussed. This approach has been developed as the backbone of a collaborative project, gathering partners in 20 European countries at present, aiming for the integration of harmonised national scenarios into an ambitious net-zero European vision.
The approach combines a qualitative discussion on the role of energy sufficiency in a "systemic" merit order for global sustainability, and a quantitative discussion of the level of sufficiency to be set to contribute to meeting 100 % renewables supply and net-zero emissions goals by 2050 at the latest. The latter is based on the use of a dashboard, which serves as a common descriptive framework for all national scenario trajectories and their comparison, with a view to harmonising and strengthening them through an iterative process.
A set of key sufficiency-related indicators have been selected to be included in the dashboard, while various interrelated infrastructural, economic, environmental, social or legal factors or drivers have been identified and mapped. This paves the way for strengthening assumptions through the elaboration of "sufficiency corridors" defining a convergent, acceptable and sustainable level of energy services in Europe. The process will eventually inform the potential for sufficiency policies through a better identification of leverages, impacts and co-benefits.
On the pathway to climate neutrality, EU member states are obliged to submit national energy and climate plans (NECPs) with planned policies and measures for decarbonization until 2030 and long-term strategies (LTSs) for further decarbonization until 2050. We analysed the 27 NECPs and 15 LTSs submitted by October 2020 using an interrater method. This paper focuses on energy sufficiency policies and measures in the transport sector.
We found a total of 236 sufficiency policy measures with more than half of them (53 %) in the transport/mobility sector. Additionally, we found 41 measures that address two or more sectors (cross-sectoral measures). From the explicit sufficiency measures within the transport sector, 82 % aim at modal shift. A reduction of transport volumes is much less addressed. Countries plan to use mainly fiscal and economic instruments. Those are in many cases investments in infrastructure of low-carbon transport modes and taxation instruments. Plans on decarbonisation measures are also frequently mentioned. The majority of cross-sectoral measures are carbon taxes or tax reforms, also economic instruments.
On the one hand it is encouraging that Member States strongly emphasize the transport sector in their NECPs and LTSs - at least quantitatively and concerning sufficiency measures - because this sector has been the worst-performing in climate mitigation so far. On the other hand, the measures described seem not sufficient to reach ambitious climate targets, and we doubt that the presented set of policy instruments will get the transport sector on track to mitigate greenhouse gas emissions in the necessary extent.
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 transition in MENA countries has been developed and applied to the country case of Algeria. It is designed to support the strategy development and governance of the energy transition and to serve as a guide for decision makers.
The analysis shows that Algeria has already taken first steps towards a renewable energy transition. According to the MENA phase model, Algeria can be classified as entering the "Take-Off Renewables" phase. Nevertheless, fossil fuels still play a dominant role in the Algerian energy sector and in the economy as a whole. To support the renewables take-off, strong support is therefore needed at all levels. Only then can the necessary framework conditions be created to encourage participation and to attract investment from the private sector. To this end, a long-term energy strategy should to be developed that takes into account the renewable energy potential to support an efficient transformation of the Algerian energy supply and enables a smooth transition.
Eine erfolgreiche Energiewende setzt nicht nur Innovationen voraus, sondern erfordert auch eine aktive Exnovation der fossilen Energieerzeugung. Die vorliegende Masterarbeit zielt deshalb darauf ab, Herausforderungen und Ansatzpunkte für eine Verständigung zwischen Gewerkschaften und Umweltverbänden zur der Zukunft Kohleenergie zu untersuchen. Leitend sind zwei Fragen: Erstens und empirisch: Welche Argumente vertreten Umweltverbände und Gewerkschaften hinsichtlich eines Kohleausstiegs? Zweitens und verbunden mit der gewählten theoretischen Perspektive der Sozialen Ökologie: Welche Bezogenheiten und Trennungen werden zwischen den jeweiligen Verständnissen von Natur, Gesellschaft und Ökonomie in den Argumenten der Akteure sichtbar?
Dafür wurde im theoretischen Teil der Arbeit eine sozial-ökologische Perspektive auf die energetische Kohlenutzung und das sogenannte Jobs versus Environment Dilemma erarbeitet. Im empirischen Teil werden mittels einer qualitativen Inhaltsanalyse über 100 Veröffentlichungen verschiedener Gewerkschaften und Umweltverbände aus dem Zeitraum von Ende 2014 (erster politischer Vorstoß zur Reduzierung der Kohleverstromung) bis Anfang 2019 (Ende der Kommission "Wachstum, Strukturwandel und Beschäftigung") ausgewertet.
Als Ergebnis legt die Arbeit die Argumente der Akteure vergleichend dar, zeigt auf, wie sich diese im Verlauf des Untersuchungszeitraums verändern und welche Gemeinsamkeiten und Unterschiede, Annäherungen und Distanzierungen zwischen den einzelnen Akteuren und Akteursgruppen bestehen. Darauf aufbauend wird der Umgang der Akteure mit dem Jobs versus Environment Dilemma aus der Perspektive der Sozialen Ökologie diskutiert und verglichen.
Die Erkenntnisse der Forschungsarbeit legen nahe, dass der gewerkschaftliche Ansatz von Just Transition bzw. "gerechtem" Strukturwandel mit Klima- und Umweltgerechtigkeitskonzepten verknüpft werden muss, um einen umfassenden inter- und intragenerationellen Gerechtigkeitsanspruch zu erfüllen. Damit der Kohleausstieg und weitere Exnovationsprozesse als sozial-ökologische Transformation gestaltet werden können, ist es notwendig, sowohl die aktuelle ökonomische Abhängigkeit von Arbeitenden in betroffenen Branchen zu verstehen als auch den Klimawandel nicht nur als ökologische, sondern auch als soziale und ökonomische Frage anzuerkennen.
The development of digital technologies is accelerating, enabling increasingly profound changes in increasingly short time periods. The changes affect almost all areas of the economy as well as society. The energy sector has already seen some effects of digitalization, but more drastic changes are expected in the next decades. Besides the very positive impacts on costs, system stability, and environmental effects, potential obstacles and risks need to be addressed to ensure that advantages can be exploited while adverse effects are avoided. A good understanding of available and future digital applications from different stakeholders' perspectives is necessary. This study proposes a framework for the holistic evaluation of digital applications in the energy sector. The framework consists of a combination of well-established methods, namely the multi-criteria analysis (MCA), the life cycle assessment (LCA), and expert interviews. The objective is to create transparency on benefits, obstacles, and risks as a basis for societal and political discussions and to supply the necessary information for the sustainable development and implementation of digital applications. The novelty of the proposed framework is the specific combination of the three methods and its setup to enable sound applicability to the wide variety of digital applications in the energy sector. The framework is tested subsequently on the example of the German smart meter roll-out. The results reveal that, on the one hand, the smart meter roll-out clearly offers the potential to increase the system stability and decrease the carbon emission intensity of the energy system. Therefore, the overall evaluation from an environmental perspective is positive. However, on the other hand, close attention needs to be paid to the required implementation and operational effort, the IT (information technology) and data security, the added value for the user, the social acceptance, and the realization of energy savings. Therefore, the energy utility perspective in particular results in an overall negative evaluation. Several areas with a need for action are identified. Overall, the proposed framework proves to be suitable for the holistic evaluation of this digital application.
Smart Energy in Haushalten : Technologien, Geschäftsmodelle, Akzeptanz und Wirtschaftlichkeit
(2021)
Die Digitalisierung des deutschen Energiesystems wird als eine wichtige Voraussetzung für das Gelingen der Energiewende gesehen. Insbesondere im Bereich der Elektrizitätsversorgung kann Digitalisierung die Flexibilitätspotenziale, z. B. für das Verteilnetz, steigern. Dafür sollen klassische Energietechnologien (der Erzeugung, Speicherung und Verbraucher) mit Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) oder "Internet-of-Things"-Technologien (IoT) zusammenspielen. Auf diese Weise wandelt sich das Energieversorgungssystem beispielsweise im Elektrizitätsbereich von einem unidirektionalen Netz zu einem bidirektionalen Netzwerk, ein sogenanntes Smart Grid.
Sowohl Energie als auch energiebezogene Informationen können zwischen Verbrauchern, Netzbetreibern sowie zwischen Energieerzeugungsanlagen und Energiespeichern ausgetauscht werden. In diesem Zusammenhang entwickeln Unternehmen innovative smarte Produkte und Dienstleistungen für private Haushalte, z. B. Smart Home Systeme, Energiemanagementsysteme, Smart Meter, intelligente Beleuchtungssysteme oder sie bieten digitale Dienstleistungen wie z. B. die datenbasierte Fernwartung von Photovoltaik-Anlagen an.
The target of zero emissions sets a new standard for industry and industrial policy. Industrial policy in the twenty-first century must aim to achieve zero emissions in the energy and emissions intensive industries. Sectors such as steel, cement, and chemicals have so far largely been sheltered from the effects of climate policy. A major shift is needed, from contemporary industrial policy that mainly protects industry to policy strategies that transform the industry. For this purpose, we draw on a wide range of literatures including engineering, economics, policy, governance, and innovation studies to propose a comprehensive industrial policy framework. The policy framework relies on six pillars: directionality, knowledge creation and innovation, creating and reshaping markets, building capacity for governance and change, international coherence, and sensitivity to socio-economic implications of phase-outs. Complementary solutions relying on technological, organizational, and behavioural change must be pursued in parallel and throughout whole value chains. Current policy is limited to supporting mainly some options, e.g. energy efficiency and recycling, with some regions also adopting carbon pricing, although most often exempting the energy and emissions intensive industries. An extended range of options, such as demand management, materials efficiency, and electrification, must also be pursued to reach zero emissions. New policy research and evaluation approaches are needed to support and assess progress as these industries have hitherto largely been overlooked in domestic climate policy as well as international negotiations.
Minderungspfade
(2021)
Der Oberbürgermeister der Stadt Wuppertal hat in seinem 100-Tage-Programm das Ziel ausgegeben, die Stadt bis 2035 auf den Weg Richtung Klimaneutralität zu bringen. Das Wuppertal Institut hat in einer Sondierungsstudie die zentralen Handlungsfelder zusammengestellt und hebt hervor, welche Herausforderungen damit verbunden sind. Deutlich wird: Wuppertal alleine kann das nicht schaffen. Es braucht dazu veränderte Rahmenbedingungen auch auf Landes- und Bundesebene, die dieses ambitionierte Ziel unterstützen. Doch bis dahin kann auch die Stadt selbst einiges anstoßen.
Dieses von Mitgliedern des Arbeitskreises "Postwachstumsökonomien" (2016 - 2020) der ARL verfasste Positionspapier ordnet die internationale Postwachstumsdebatte ein und diskutiert ihre Relevanz für die Raumentwicklung und die raumwissenschaftliche Forschung. Neben sektoralen Zugängen und Befunden werden konkrete Vorschläge zur Postwachstumsorientierung in Planung, Forschung und Lehre gemacht. Dabei wird zwischen kurzfristig erreichbaren Veränderungen und mittel- bis langfristig auszulegenden Maßnahmen unterschieden.
Mit dem European Green Deal hat Europa seine Klimaschutzziele nach oben korrigiert und einen weiteren, erforderlichen Schritt auf dem Weg zur Dekarbonisierung unternommen. Die neuen europäischen Zielvorgaben sind in Deutschland mit der Verabschiedung des Klimaschutzgesetzes seit Ende 2019 schon verbindlich festgeschrieben, wobei hier bereits spezifische CO2-Budgets für die Einzelsektoren definiert werden. Die Umsetzung dieser Ziele verlangt eine radikale Transformation des heutigen Energieversorgungssystems.
Der Umbau des komplexen und heterogenen Wärmebereiches stellt dabei eine der größten Herausforderung dar: Wärme ist in Europa für über 50 % des Endenergieverbrauches verantwortlich, wird aber gegenwärtig nur zu 22 % aus erneuerbaren Quellen bereitgestellt. Aus geoklimatischen, kulturellen und politischen Gründen sind dabei die Anteile in den einzelnen europäischen Ländern sehr unterschiedlich. Unter den Spitzenreitern sind Schweden (66 %) und Dänemark (48 %). Unser Nachbarland Österreich erreicht immerhin 34 %. Im Vergleich dazu liegt Deutschland mit 15 % abgeschlagen auf einem hinteren Platz.
Der verstärkte Einsatz erneuerbarer Energien ist neben der Steigerung der Energieeffizienz die tragende Säule der Wärmewende, wobei hier ein breiter Mix an Technologien gefragt ist.
Die direkte Nutzung der Wärmetechnologien hat weiterhin Priorität, erfordert aber eine stark beschleunigte Erschließung der vorhandenen Potenziale sowie einen nachhaltigen Umgang mit wertvoller Biomasse.
Die Sektorenkopplung bietet die notwendige Ergänzung für die geplante Transformation (BMWi, 2021). Solarenergie in Form von Solarwärme und Solarstrom wird somit in Kombination mit Umweltwärme eine zentrale Rolle im zukünftigen Wärme- und Kälteversorgungssystem spielen. Darauf fokussiert sich der Beitrag, wobei die spezifische Situation der Niedertemperatur-Solarthermie und der Schlüsseltechnologie Wärmepumpe adressiert werden.
Energy sufficiency is one of the three energy sustainability strategies, next to energy efficiency and renewable energies. We analyse to what extent European governments follow this strategy, by conducting a systematic document analysis of all available European National Energy and Climate Plans (NECPs) and Long-Term Strategies (LTSs). We collect and categorise a total of 230 sufficiency-related policy measures, finding large differences between countries. We find most sufficiency policies in the transport sector, when classifying also modal shift policies to change the service quality of transport as sufficiency policies. Types of sufficiency policy instruments vary considerably from sector to sector, for instance the focus on financial incentives and fiscal instruments in the mobility sector, information in the building sector, and financial incentive/tax instruments in cross-sectoral application. Regulatory instruments currently play a minor role for sufficiency policy in the national energy and climate plans of EU member states. Similar to energy efficiency in recent decades, sufficiency still largely referred to as micro-level individual behaviour change or necessary exogenous trends that will need to take place. It is not treated yet as a genuine field of policy action to provide the necessary framework for enabling societal change.
Damit sich die weltweit zunehmend ambitionierten Klimaschutzziele erreichen lassen, müssen auch im Industriesektor weitgehende Emissionsreduktionen innerhalb weniger Jahrzehnte realisiert werden. Expertinnen und Experten sind sich einig, dass dies nicht ohne den Umstieg von fossilen auf erneuerbare Energieträger und Rohmaterialien - sogenannte Feedstocks - umsetzbar ist. Im Zuge der verstärkten Nutzung dieser grünen Energieträger ist denkbar, dass sich deren Verfügbarkeit und Kosten zu immer wichtigeren Standortfaktoren für die Produktion industrieller Güter entwickeln werden. Dies könnte dazu führen, dass zukünftig Standorte mit kostengünstiger Verfügbarkeit von erneuerbaren Energien attraktiver gegenüber anderen Standorten werden und es dann zu Standortverlagerungen kommt - insbesondere im Bereich der energieintensiven Industrie.
In dem vorliegenden Artikel greifen die Autoren diese möglichen Verlagerungen industrieller Produktion auf. In diesem Zusammenhang führen sie auch den Begriff "Renewables Pull" ein. Die in bestimmten Regionen der Welt kostengünstig und in großen Mengen verfügbaren erneuerbaren Energien könnten nach Ansicht der Autoren künftig eine Sogwirkung auslösen und bestimmte Teile der industriellen Produktion anziehen - auch Pull-Effekt genannt.
Die vorangegangenen Analysen im RESTORE2050 Projekt, die im Rahmen dieses Berichts weitergeführt werden, haben gezeigt, dass der Einsatz von Wasserstoffspeichern zur Residuallastglättung nur bedingt geeignet ist. Zwar bietet die Technologie ein hohes technisches Potenzial hinsichtlich der Speicherkapazitäten und der installierbaren elektrischen Leistungen. Jedoch führt ein systemdienlicher Einsatz, bei dem positive Residuallastspitzen u. a. durch Anheben geringer Residuallasten gesenkt werden, wie er in den Modellrechnungen des RESTORE2050 Projektes implementiert ist, zu einer Absenkung der Deckungsraten von erneuerbaren Energien (EE) im europäischen Stromsystem. Dies ist dadurch begründet, dass die Umwandlung und Speicherung von EE-Strom als Wasserstoff (H2) im Vergleich zu anderen Speichertechnologien hohe Wandlungsverluste sowohl bei der H2-Erzeugung als auch bei der Rückverstromung aufweisen. Daher wird im Rahmen dieses Aufstockungsprojektes (RESTORE2050_plus) untersucht, welchen Beitrag alternative Einsatzstrategien der H2-Speicher zur Minimierung der negativen Residuallast, also potenzielle erneuerbaren Stromüberschüssen, und gleichzeitig zur Erhöhung der EE- Versorgungsanteile leisten kann.
Das übergeordnete Ziel des Forschungs-Projektes RESTORE 2050 (Regenerative Stromversorgung & Speicherbedarf in 2050; Förderkennzeichen 03SF0439) war es, wissenschaftlich belastbare Handlungsempfehlungen für die Transformation des deutschen Stromsystems im europäischen Kontext zu geben. Dafür wurden auf Basis der zukünftig prognostizierten Entwicklung von Stromangebot und -nachfrage innerhalb des ENTSO-E Netzverbundes für den Zeithorizont des Jahres 2050 sowie mittels örtlich und zeitlich hoch aufgelöster meteorologischer Zeitreihen die Themenkomplexe (1) Nationale Ausbaustrategien für erneuerbare Energien, (2) Übertragungsnetzausbau und (3) Alternativmaßnahmen wie Lastmanagement, (4) Bedeutung des EE-Stromaustauschs mit Drittstaaten und (5) die Rolle von Stromspeichern auf Übertragungsnetzebene analysiert. Die aus den Untersuchungsergebnissen abgeleitenden Handlungsempfehlungen stellen wichtige Beiträge für die weitere Integration von erneuerbaren Energien dar und geben Hinweise für den Aufbau einer leistungsfähigen europäischen Infrastruktur.
Die vom Wuppertal Institut für Fridays for Future durchgeführten Analysen legen nahe, dass das Erreichen von CO2-Neutralität bis 2035 aus technischer und ökonomischer Sicht zwar extrem anspruchsvoll wäre, grundsätzlich aber möglich ist. Diese Zielsetzung wäre in allen Sektoren mit großen Herausforderungen verbunden und würde beispiellose politische Anstrengungen erfordern.
Transformative Innovationen : die Suche nach den wichtigsten Hebeln der Großen Transformation
(2021)
Der hier vorliegende Zukunftsimpuls soll den Grundgedanken der Transformativen Innovationen und ihre Notwendigkeit beschreiben sowie erste Kandidaten für solche Transformativen Innovationen aus diversen Arbeitsbereichen des Wuppertal Instituts vorstellen. Er dient vor allem als Einladung, gemeinsam mit dem Wuppertal Institut über solche Innovationen zu diskutieren, die irgendwo zwischen den großen Utopien und kleinen Nischenaktivitäten liegen. Denn es braucht nicht immer den ganz großen Wurf, um Veränderungen in Gang zu setzen.
Die kommende Bundesregierung muss aus ambitionierten Zielen eine erfolgreiche Ressourcen- und Klimapolitik machen und dabei alle Bürgerinnen und Bürger mitnehmen - so das Fazit des Zukunftsimpulses des Wuppertal Instituts zur Bundestagswahl 2021. Es zeigt, welche Maßnahmen notwendig sind, um die Transformation in eine klimafreundliche und ressourcenleichte Zukunft jetzt konsequent einzuleiten.
Nicht erst seit dem Klimaabkommen von Paris, welches im Kern eine Begrenzung der menschengemachten globalen Erwärmung auf deutlich unter 2 °C gegenüber vorindustriellen Werten vorsieht, ist offensichtlich, dass eine umfassende Transformation der meisten Wirtschaftssektoren erforderlich ist, um die gesteckten Ziele zu erreichen. Die Transformation erfolgt dabei zum einen durch Steigerung der Energieeffizienz und zum anderen durch eine Dekarbonisierung der bestehenden Prozesse, bei denen heute noch ein hoher Anteil fossiler Energien eingesetzt wird - dies kann gelingen durch eine weitreichende Sektorkopplung, Flexibilisierung und Elektrifizierung bei vollständiger Nutzung Erneuerbarer Energien.
Letzteres stellt auch die Energieversorgung in Rheinland-Pfalz vor einen Paradigmenwechsel: Die schrittweise Transformation eines von konventionellen Energieträgern geprägten Versorgungsystems zu einem durch Erneuerbare Energien dominierten System. Als eines der ersten Bundesländer hat sich Rheinland-Pfalz bereits im Jahr 2014 ein eigenes Klimaschutzgesetz gegeben sowie erstmals im Jahr 2015 ein Landesklimaschutzkonzept (LKSK) erarbeitet, welches energiepolitische Leitplanken für den angestoßenen Transformationsprozess setzt. Die vorliegende Studie im Auftrag des Ministeriums für Umwelt, Energie, Ernährung und Forsten Rheinland-Pfalz beleuchtet die Auswirkungen eines weiteren Ausbaus der Erneuerbaren Energien in Rheinland-Pfalz und der damit verbundenen Flexibilisierung und Dekarbonisierung unterschiedlicher Anwendungsfelder, insbesondere in der Industrie aber auch im ÖPNV und zentraler Wärmeversorgung.
The basic materials industries are a cornerstone of Europe's economic prosperity, increasing gross value added and providing around 2 million high-quality jobs. But they are also a major source of greenhouse gas emissions. Despite efficiency improvements, emissions from these industries were mostly constant for several years prior to the Covid-19 crisis and today account for 20 per cent of the EU's total greenhouse gas emissions.
A central question is therefore: How can the basic material industries in the EU become climate-neutral by 2050 while maintaining a strong position in a highly competitive global market? And how can these industries help the EU reach the higher 2030 climate target - a reduction of greenhouse gas emissions of at least 55 per cent relative to 1990 levels?
In the EU policy debate on the European Green Deal, many suppose that the basic materials industries can do little to achieve deep cuts in emissions by 2030. Beyond improvements to the efficiency of existing technologies, they assume that no further innovations will be feasible within that period. This study takes a different view. It shows that a more ambitious approach involving the early implementation of key low-carbon technologies and a Clean Industry Package is not just possible, but in fact necessary to safeguard global competitiveness.
Das Klimaabkommen von Paris ist ein Abkommen der Vereinten Nationen. Mit Artikel 4.1 wurde die Treibhausgasneutralität zum Ziel aller globalen Klimapolitik gemacht. Die Begriffe Klimaneutralität und Treibhausgasneutralität werden vom Klimasekretariat der Vereinten Nationen in der öffentlichen Kommunikation synonym verwendet. Die Europäische Kommission hat sich bisher im Zuge der Umsetzung ebenfalls für die synonyme Verwendung entschieden. In Deutschland ist es anders - da herrscht begriffliches Chaos.
Wir stehen heute vor dem Klimaproblem. Das zu lösen ist seit mehr als 30 Jahren unsere Aufgabe. Dazu braucht es eine weltweite Energiewende. Politisch sind zwei global koordinierte Anläufe gemacht worden - und beide gescheitert. Gegenwärtig wird der dritte Versuch unternommen. Das zweimalige Scheitern ist nicht verwunderlich angesichts der Verfasstheit der globalen Politik. Gibt es eine Alternative? Die Antwort ist: ja, die technologische. Die vermag sich dank wirtschaftlicher Vorteilhaftigkeit von alleine durchzusetzen.
Die Stadt Mannheim kann spätestens bis zum Jahr 2050 vollständig klimaneutral werden und damit einen maßgeblichen Beitrag zur Umsetzung der Ziele des Pariser Klimaabkommens auf kommunaler Ebene leisten. Das ist das zentrale Ergebnis der vorliegenden "Energierahmenstudie Mannheim", die das Energieunternehmen MVV in Abstimmung mit der Stadt beim Wuppertal Institut in Auftrag gegeben hat. Die Studie untersucht und beschreibt die Handlungsmöglichkeiten und Umsetzungsvoraussetzungen in den Bereichen Strom, Wärme, Verkehr und Industrie.
Aufbruch zur strategischen Autonomie der EU in der Kriegsführung mit Mitteln wirtschaftlichen Zwangs
(2021)
Die geopolitische Situation ist im Umbruch. Wir sind im Übergang zu einer multipolaren Situation, die Hegemonialkonkurrenten organisieren sich in Blöcken. Die Stratifizierung des Raumes der Wirtschaft, "Globalisierung" genannt, verliert ihre Basis, die strikte Trennung von der Politik der Hegemonialkonkurrenten. Wirtschaft wird nun in Dienst genommen für politische Ziele. Das erfordert Aufrüstung in Mitteln der Wirtschaftskriegsführung. China und die USA sind darin weit vorangegangen. Die EU hat entschieden, ihrerseits nachzurüsten, um auf Augenhöhe zu kommen.
Local implementation projects for sector coupling play an important role in the transformation to a more sustainable energy system. Despite various technical possibilities, there are various barriers to the realisation of local projects. Against this backdrop, we introduce an inter- and transdisciplinary approach to identifying and evaluating different power-to-X paths as well as setting up robust local implementation projects, which account for existing drivers and potential hurdles early on. After developing the approach conceptually, we exemplify our elaborations by applying them to a use case in the German city of Wuppertal. It can be shown that a mix of several interlinked interdisciplinary methods as well as several participatory elements is suitable for triggering a collective, local innovation process. However, the timing and extent of end-user integration remain a balancing act. The paper does not focus on a detailed description of power-to-X (PtX) as a central pillar of the sustainable transformation of the energy system. Rather, it focuses on the innovative methodological approach used to select a suitable use path and design a corresponding business model. The research approach was successfully implemented in the specific case study. However, it also becomes clear that the local-specific consideration entails limitations with regard to the transferability of the research design to other spatial contexts.
In the Paris Accord to the UN Climate Change Conference COP21 in 2015, the international community agreed to "make every effort" to reach a significant reduction in greenhouse gas (GHG) emissions and to limit global average temperature rise to preferably 1.5°C by 2100 (UNFCC 2018). A transition to a climate-friendly energy supply, however, would come largely at the expense of coal - a fossil fuel with large global reserves that are also widely dispersed regionally. Therefore, especially since the turn of the millennium, the question has been raised as to how coal could be used in a climate-friendly way in the future. So far, the only way to do this is to apply CCS technology or CCU. CCS involves the capture of carbon dioxide (CO2) emissions from fossil fuel-fired power plants or industrial sources and its storage underground, such as in deep saline aquifers or in depleted oil and natural gas fields, or their use for enhanced oil or gas recovery (EOR/EGR). When carbon capture and utilisation (CCU) is applied, the CO2 is further used, for example as feedstock for the production of durable plastics. Due to the relatively low potential of CCU compared to CCS (IPCC 2005), only CCS is considered in this thesis.
The majority of studies and roadmaps have discussed CCS as a technology option that could make a significant contribution to achieving the objective of decreasing GHG emissions for many years (IPCC 2014a, 2018). Particularly in the power sector, however, these expectations have not yet been met. As of November 2019, worldwide only two small base-load power plants, capturing a total of 2.4 Mt CO2/year and mainly using it for EOR, are in operation, together with a few pilots in industrial applications and, in particular, natural gas processing (in total 30 Mt CO2/year) (Global CCS Institute 2019).
Early on, it became clear that the predicted high deployment targets and their underlying studies should be critically questioned for various reasons. Particularly due to the lack of a systems-analytical evaluation of this technology (which was relatively new at the time), no reliable answers could be given about the ecological, economic, social and structural effects of its large-scale application. Such analyses are, however, a pre-condition for comprehensively classifying the contribution of a new technology as a promising option for a sustainable energy supply system and assessing it in comparison to other technologies.
To address these challenges, several studies, most of which initiated by the author, were conducted on this topic between 2004 and 2018. The resulting papers became the basis for this thesis.
We conduct a systematic, interdisciplinary review of empirical literature assessing evidence on induced innovation in energy and related technologies. We explore links between demand-drivers (both market-wide and targeted); indicators of innovation (principally, patents); and outcomes (cost reduction, efficiency, and multi-sector/macro consequences). We build on existing reviews in different fields and assess over 200 papers containing original data analysis. Papers linking drivers to patents, and indicators of cumulative capacity to cost reductions (experience curves), dominate the literature. The former does not directly link patents to outcomes; the latter does not directly test for the causal impact of on cost reductions). Diverse other literatures provide additional evidence concerning the links between deployment, innovation activities, and outcomes. We derive three main conclusions. (1) Demand-pull forces enhance patenting; econometric studies find positive impacts in industry, electricity and transport sectors in all but a few specific cases. This applies to all drivers - general energy prices, carbon prices, and targeted interventions that build markets. (2) Technology costs decline with cumulative investment for almost every technology studied across all time periods, when controlled for other factors. Numerous lines of evidence point to dominant causality from at-scale deployment (prior to self-sustaining diffusion) to cost reduction in this relationship. (3) Overall Innovation is cumulative, multi-faceted, and self-reinforcing in its direction (path-dependent). We conclude with brief observations on implications for modeling and policy. In interpreting these results, we suggest distinguishing the economics of active deployment, from more passive diffusion processes, and draw the following implications. There is a role for policy diversity and experimentation, with evaluation of potential gains from innovation in the broadest sense. Consequently, endogenising innovation in large-scale models is important for deriving policy-relevant conclusions. Finally, seeking to relate quantitative economic evaluation to the qualitative socio-technical transitions literatures could be a fruitful area for future research.
Despite Germany's Paris Agreement pledge and coal exit legislation, the political debate around carbon-intensive coal remains heated. Coal power and mining have played an important, yet changing role in the history of German politics. In this paper, we analyze the entire parliamentary debate on coal in the German parliament (Bundestag) from its inception in 1949 to 2019. For this purpose we extract the more than 870,000 parliamentary speeches from all protocols in the history of the Bundestag. We identify the 9167 speeches mentioning coal and apply dynamic topic modeling – an unsupervised machine learning technique that reveals the changing thematic structure of large document collections over time - to analyze changes in parliamentary debates on coal over the past 70 years. The trends in topics and their varying internal structure reflect how energy policy was discussed and legitimized over time: Initially, coal was framed as a driver of economic prosperity and guarantee of energy security. In recent years, the debate evolved towards energy transition, coal phase-out and renewable energy expansion. Germany’s smaller and younger parties, the Greens and the Left Party, debate coal more often in the context of the energy transition and climate protection than other parties. Our results reflect trends in other countries and other fields of energy policy. Methodologically, our study illustrates the potential of and need for computational methods to analyze vast corpora of text and to complement traditional social science methods.
The number of input-output assessments focused on energy has grown considerably in the last years. Many of these assessments combine data from multi-regional input-output (MRIO) databases with energy extensions that completely or partially depict the different stages through which energy products are supplied or used in the economy.
The improper use of some energy extensions can lead to double accounting of some energy flows, but the frequency with which this happens and the potential impact on the results are unknown. Based on a literature review, we estimate that around a quarter of the MRIO-based energy assessments reviewed incurred into double accounting. Using the EXIOBASE MRIO database, we also analyse the effects of double accounting in the absolute values and rankings of different countries' and products' energy footprints.
Building on the insights provided by our analysis, we offer a set of key recommendations to MRIO users to avoid the double accounting problem in the future. Likewise, we conclude that the harmonisation of the energy data across MRIO databases led by experts could simplify the choices of the data users until the provision of official energy extensions by statistical offices becomes a widespread practice.
Wie können Menschen befähigt werden, ihr Lebensumfeld entsprechend den eigenen Bedürfnissen und Wertvorstellungen zu gestalten? Das war die zugrunde liegende Fragestellung des Dortmunder Projekts "Psychologisches und kommunales Empowerment durch Partizipation im nachhaltigen Stadtumbau" (DoNaPart).
Im Zentrum des Projekts stand die Initiierung eines urbanen Reallabors in dem Soziale Stadt Programmgebiet Westerfilde/Bodelschwingh, innerhalb dessen ein nachhaltiger Transformationsprozess in den Bereichen Energie, Mobilität und Konsum entworfen und durchgeführt wurde.
Die nationale Wasserstoffstrategie der Bundesregierung beinhaltet zentrale Zielkonflikte: Stärkung der deutschen Wirtschaft versus hohe Importquote, günstigere Produktionskosten im Ausland versus höhere Wertschöpfung durch Produktion im Inland. Vor diesem Hintergrund wird in diesem Beitrag diskutiert, wie groß die Kostenunterschiede ausfallen, welche Bedeutung die Transportkosten haben und welche Reboundeffekte bei Importen aus Nordafrika zu beachten sind.
Die Grundstoffindustrie ist ein Pfeiler des Wohlstands in Deutschland, sie garantiert Wertschöpfung und sorgt für über 550.000 hochwertige Arbeitsplätze. Im Ausland steht Made in Germany für höchste Qualität und Innovationsdynamik. Aber: Trotz Effizienzsteigerungen sind die Emissionen der Industrie in den letzten Jahren nicht gefallen und durch die nationalen und internationalen Klimaschutzziele steigt der Druck. Die zentrale Frage lautet daher: Wie kann die Grundstoffindustrie in Deutschland bis spätestens 2050 klimaneutral werden - und gleichzeitig ihre starke Stellung im internationalen Wettbewerbsumfeld behalten?
Agora Energiewende und das Wuppertal Institut haben im Rahmen dieses Projekts in zahlreichen Workshops mit Industrie, Verbänden, Gewerkschaften, Ministerien und der Zivilgesellschaft die Zukunft für eine klimaneutrale Industrie diskutiert und einen Lösungsraum aus technologischen Optionen und politischen Rahmenbedingungen skizziert. In den Workshops wurde deutlich: Die Industrie steht in den Startlöchern, die Herausforderung Klimaschutz offensiv anzugehen. Die fehlenden Rahmenbedingungen und der bisher unzureichende Gestaltungswille der Politik, innovative Instrumente umzusetzen, hindern sie jedoch voranzugehen.
Es ist höchste Zeit, dass sich das ändert. Denn jede neue Industrieanlage muss klimasicher sein - schließlich hat sie eine Laufzeit bis weit über das Jahr 2050 hinaus. Diese Publikation soll einen Beitrag dazu leisten, richtungssicher investieren zu können.
Die Grundstoffindustrie ist ein wichtiger Pfeiler des Wohlstands in Deutschland, sie garantiert Wertschöpfung und sorgt für über 550.000 hochwertige Arbeitsplätze. Um diese für die deutsche Wirtschaft wichtigen Branchen zu erhalten, müssen jetzt die Schlüsseltechnologien für eine CO2-arme Grundstoffproduktion entwickelt und für den großtechnischen Einsatz skaliert werden.
Die vorliegende Analyse ist als Ergänzung zu der Studie "Klimaneutrale Industrie: Schlüsseltechnologien und Politikoptionen für Stahl, Chemie und Zement" gedacht. Die 13 in der erwähnten Studie vorgestellten Schlüsseltechnologien werden hier für die technisch interessierten Leserinnen und Leser eingehender beschrieben und diskutiert.
Diese Publikation dient als Aufschlag für eine Diskussion über Technologieoptionen und Strategien für eine klimaneutrale Industrie. Alle Daten und Annahmen in dieser Analyse wurden mit Unternehmen und Branchenverbänden intensiv besprochen. Die quantitativen Aussagen sind trotzdem als vorläufig zu betrachten, da sich viele Technologien noch in einer frühen Entwicklungsphase befinden und Abschätzungen über Kosten mit großen Unsicherheiten verbunden sind.
For some time, 3D printing has been a major buzzword of innovation in industrial production. It was considered a game changer concerning the way industrial goods are produced. There were early expectations that it might reduce the material, energy and transport intensity of value chains. However for quite a while, the main real world applications of additive manufacturing (AM) have been some rapid prototyping and the home-based production of toys made from plastics. On this limited basis, any hypotheses regarding likely impacts on industrial energy efficiency appeared to be premature. Notwithstanding the stark contrast between early hype and practical use, the diffusion of AM has evolved to an extent that at least for some applications allows for a preliminary assessment of its likely implications for energy efficiency.
Unlike many cross-cutting energy efficiency technologies, energy use of AM may vary substantially depending on industry considered and material used for processing. Moreover, AM may have much greater repercussions on other stages of value chains than conventional cross-cutting energy efficiency technologies. In case of AM with metals the following potential determinants of energy efficiency come to mind:
- A reduction of material required per unit of product and used during processing;
- Changes in the total number and spatial allocation of certain stages of the value chain; and
- End-use energy efficiency of final products.
At the same time, these various streams of impact on energy efficiency may be important drivers for the diffusion of AM with metals. This contribution takes stock of AM with metals concerning applications and processes used as well as early evidence on impacts on energy efficiency and combine this into a systematic overview. It builds on relevant literature and a case study on Wire Arc Additive Manufacturing performed within the REINVENT project.
Flexible, system-oriented operating strategies are becoming increasingly important in terms of achieving a climate-neutral energy system transformation. Solid-oxide electrolysis (SOEC) can play an important role in the production of green synthesis gas from renewable energy in the future. Therefore, it is important to investigate the extent to which SOEC can be used flexibly and which feedback effects and constraints must be taken into account. In this study, we derived a specific load profile from an energy turnaround scenario that supports the energy system. SOEC short-stacks were operated and we investigated the impact that the load profile has on electrical stack performance and stack degradation as well as the product gas composition by means of Fourier-transform infrared spectroscopy. The stacks could follow the grid-related requirement profiles of secondary control power and minute reserves very well with transition times of less than two minutes per 25% of relative power. Only short-term disturbances of the H2/CO ratio were observed during transitions due to the adjustment of feed gases. No elevated degradation effects resulting from flexible operation were apparent over 1300 h, although other causes of degradation were present.
Water availability plays an important role in the expansion planning of utility-scale solar power plants, especially in the arid regions of the Middle East and North Africa. Although these power plants usually account for only a small fraction of local water demand, competition for water resources between communities, farmers, companies, and power suppliers is already emerging and is likely to intensify in future. Despite this, to date there has been a lack of comprehensive studies analyzing interdependencies and potential conflicts between energy and water at local level. This study addresses this research gap and examines the linkages between water resources and energy technologies at local level based on a case study conducted in Ouarzazate, Morocco, where one of the largest solar power complexes in the world was recently completed. To better understand the challenges faced by the region in light of increased water demand and diminishing water supply, a mixed-method research design was applied to integrate the knowledge of local stakeholders through a series of workshops. In a first step, regional socio-economic water demand scenarios were developed and, in a second step, water saving measures to avoid critical development pathways were systematically evaluated using a participatory multi-criteria evaluation approach. The results are a set of water demand scenarios for the region and a preferential ranking of water saving measures that could be drawn upon to support decision-making relating to energy and water development in the region.
