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Urban energy systems have been commonly considered to be socio-technical systems within the boundaries of an urban area. However, recent literature challenges this notion in that it urges researchers to look at the wider interactions and influences of urban energy systems wherein the socio-technical sphere is expanded to political, environmental and economic realms as well. In addition to the inter-sectoral linkages, the diverse agents and multilevel governance trends of energy sustainability in the dynamic environment of cities make the urban energy landscape a complex one. There is a strong case then for establishing a new conceptualisation of urban energy systems that builds upon these contemporary understandings of such systems. We argue that the complex systems approach can be suitable for this. In this paper, we propose a pilot framework for understanding urban energy systems using complex systems theory as an integrating plane. We review the multiple streams of urban energy literature to identify the contemporary discussions and construct this framework that can serve as a common ontological understanding for the different scholarships studying urban energy systems. We conclude the paper by highlighting the ways in which the framework can serve some of the relevant communities.
The Paris Agreement introduces long-term strategies as an instrument to inform progressively more ambitious emission reduction objectives, while holding development goals paramount in the context of national circumstances. In the lead up to the twenty-first Conference of the Parties, the Deep Decarbonization Pathways Project developed mid-century low-emission pathways for 16 countries, based on an innovative pathway design framework. In this Perspective, we describe this framework and show how it can support the development of sectorally and technologically detailed, policy-relevant and country-driven strategies consistent with the Paris Agreement climate goal. We also discuss how this framework can be used to engage stakeholder input and buy-in; design implementation policy packages; reveal necessary technological, financial and institutional enabling conditions; and support global stocktaking and increasing of ambition.
Much of the current literature on climate clubs sees mitigation costs creating free rider incentives as the main problem of climate policy. Climate clubs are supposed to solve this problem by creating additional incentives for mitigation. Looking more in detail, one sees that the situation differs from sector to sector. Some industry sectors indeed have substantial cost and competitiveness issues. In others such as electricity and transport, there are costs at micro level but balance for economy and society as a whole is rather positive. International climate policy in general and clubs in particular should therefore be tailored to sectoral specifics.
Abfallwirtschaftliche Produktverantwortung unter Ressourcenschutzaspekten (RePro) : Abschlussbericht
(2019)
Elektro- und Elektronikaltgeräte enthalten eine Vielzahl von umwelt- und ressourcenrelevanten Metallen wie Gold und Neodym, welche derzeit noch nicht optimal recycelt werden. Im vorliegenden Projekt wurden die Mengenpotenziale von 10 dieser Metalle in 30 ressourcenrelevanten Elektrogerätearten quantifiziert und die bestehenden Verluste bei der Elektroaltgeräte-Entsorgung von der Sammlung über die Behandlung bis zur Metallrückgewinnung über Mengenstrombilanzen ermittelt, teilweise unterstützt durch Sortieranalysen und Behandlungsversuche. Die Studie leitet daraus Maßnahmenempfehlungen zur Optimierung der Erfassungsstrukturen sowie der Behandlungs- und Verwertungssysteme für Elektroaltgeräte aus privaten Haushalten zur Rückgewinnung der betrachteten Metalle ab.
Article 6.4 of the Paris Agreement establishes a new mechanism for Parties to cooperate in achieving their nationally determined contributions (NDCs). One key innovation of the Article 6.4 mechanism is its objective to "deliver an overall mitigation in global emissions" (Art. 6.4(d)). This report develops recommendations on how to implement this objective. A key difficulty lies in the fact that even basics of how the mechanism is supposed to function have so far not been clarified by the Parties. The report therefore first sketches out what has so far been agreed and discussed on the mechanism’s activity cycle. Second, as the concept of overall mitigation has so far also not been clearly defined by Parties, the report derives a working definition from the language that was agreed in the Paris Agreement. In the next step, the report provides a survey of the options to achieve overall mitigation that have so far been discussed in the relevant literature and in the Article 6 negotiations. Many of these options were developed in the context of the Kyoto mechanisms. The report therefore discusses to what extent the options are also applicable under the Paris Agreement or whether adjustments need to be made. In the following, the options that are applicable under the Agreement are assessed on the basis of a number of criteria. The report concludes with a summary of the main findings and recommendations.
Additionality revisited : guarding the integrity of market mechanisms under the Paris agreement
(2019)
The Paris Agreement requires mitigation contributions from all Parties. Therefore, the determination of additionality of activities under the market mechanisms of its Article 6 will need to be revisited. This paper provides recommendations on how to operationalize additionality under Article 6. We first review generic definitions of additionality and current approaches for testing of additionality before discussing under which conditions additionality testing of specific activities or policies is still necessary under the new context of the Paris Agreement, that is, in order to prevent increases of global emissions. We argue that the possibility of "hot air" generation under nationally-determined contributions (NDCs) requires an independent check of the NDC's ambition. If the NDC of the transferring country does contain "hot air", or if the transferred emission reductions are not covered by the NDC, a dedicated additionality test should be required. While additionality tests of projects and programmes could continue to be done through investment analysis, for policy instruments new approaches are required. They should be differentiated according to type of policy instrument. For regulation, we suggest calculating the resulting pay-back period for technology users. If the regulation generates investments exceeding a payback period threshold, it could be deemed additional. Similarly, carbon pricing policies that generate a carbon price exceeding a threshold could qualify; for trading schemes an absence of over-allocation needs to be shown. The threshold should be differentiated according to country categories and rise over time.
Diesen Technologien wird für das Energiesystem, bei einem zunehmenden Ausbau der fluktuierenden regenerativen Leitenergieträger Wind und Sonneneinstrahlung als zentrale Flexibilitätsoption sowie zur Dekarbonisierung der Industrie - Bereitstellung von Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen -, eine Schlüsselrolle zukommen. Wie die bisherigen Erfahrungen mit anderen Energieinfrastrukturen, z. B. Freileitungen oder Windkraftanlagen, zeigen, stellt eine breite gesellschaftliche Akzeptanz einen wesentlichen Erfolgsfaktor für die großflächige Diffusion und Transformation dar. Entsprechend ist die gesellschaftliche Einbettung auch bei der Planung von PtX-Strategien frühzeitig zu beachten.
Das Ziel der Akzeptanzstudie "Mieterstrom aus Mietersicht" war es, den Blick der Stromkundinnen und -kunden auf das dezentrale Versorgungskonzept "Mieterstrom" zu untersuchen und zu bewerten. Die Studie untersucht, inwiefern Mieterinnen und Mieter über das in ihrem Wohnhaus angebotene Mieterstromprodukt informiert sind, wie sie es annehmen und welche Faktoren die Akzeptanz beeinflussen. Dazu wurden 61 fragebogengestützte Face-to-Face-Interviews in sieben Mieterstromprojekten geführt. Die Bewohnerinnen und Bewohner gaben darin Auskunft zu ihren Motiven bei der Wahl ihrer Stromversorgung und ihrem Informationsstand. Außerdem führte der Autor der Studie, Markus Schäfer, leitfadengestützte Experteninterviews mit den Projektverantwortlichen der Mieterstromanbietern.
Die Ergebnisse bestätigen in großen Teilen die zu Beginn der Forschung aufgestellten Thesen. Das Mieterstrommodell ist selbst in Wohnhäusern, in denen ein Mieterstromprodukt angeboten wird, noch häufig unbekannt. Dies ist nicht nur auf unzureichende Information durch die Anbieter zurückzuführen, sondern auch auf das Desinteresse der Stromkunden am Thema Energieversorgung allgemein und als kompliziert wahrgenommenen Konzepten wie Mieterstrom insbesondere. Hohe Beteiligungsquoten konnten nur in Projekten erzielt werden, in denen die Befragten Faktoren wie die Nutzung erneuerbarer Energien und lokale Erzeugung bei der Wahl Ihrer Energieversorgung klar über den Strompreis stellten, oder in denen Mieterstrom besonders günstig angeboten wurde. Allerdings gibt es auch bestimmte Vertriebsmethoden, die zu hohen Beteiligungsquoten führen können.
Trotz der unterschiedlichen Rahmenbedingungen bei den untersuchten Projekten kann der Autor die Ergebnisse der Studie nutzen, um Handlungsempfehlungen für die Energiewirtschaft zur Erreichung höherer Beteiligungsquoten in Mieterstromprojekten zu formulieren.
Die vorliegende Arbeit verfolgt die Zielsetzung, den Beitrag verschiedener politischer Handlungsoptionen zur Steigerung der betrieblichen Energieeffizienz zu ermitteln.
Eingangs wird aufgezeigt, inwieweit die Steigerung der Energieeffizienz aufgrund ihrer vielfältigen Vorteile eine Einstufung als eigenständige Zielgröße rechtfertigt im Gegensatz zu einer bloßen Betrachtung als Mittel zum Zweck des Klimaschutzes.
Für die anschließende quantitative Analyse wurden Daten aus dem Projekt Energieeffizienz Impulsgespräche des Rationalisierungs- und Innovationszentrums der Deutschen Wirtschaft (RKW) e.V. aus den Jahren 2011 bis 2013 mit eigens für diese Arbeit erhobenen Daten von 2017 für dieselben Unternehmen verglichen. Zu diesem Zweck wird ein difference-in-differences-Ansatz genutzt. Im Ergebnis erweisen sich Preise im Gegensatz zu anderen Maßnahmen wie Energieberatungen, Fördermitteln und Energiemanagementsystemen als zumindest teilweise wirksame Einflussgröße für die Energieeffizienz. Der Autor empfiehlt auf dieser Basis eine stärker marktwirtschaftlich ausgerichtete Effizienzpolitik.
Die Situation ist klar: Die Menschheit braucht die sozial-ökologische Wende, damit ihre Existenz auf der Erde langfristig gesichert bleibt. Auch der Weg dorthin ist vorgezeichnet, wir müssen ihn nur gehen. Ein Buch mit knappen Argumenten und in Thesen zugespitzt - es ist ein Appell an Politik und Gesellschaft, für einen radikalen Wandel des Wirtschaftssystems einzutreten.
The need for sustainable energy management at the municipal level is growing, in order to meet EU climate goals. Multiple initiatives have been launched to support municipalities in energy planning and strategy development process. Despite available support, research shows mixed results about implementation of plans and strategies. This research paper analyses what targets municipalities set, how they monitor implementation of their sustainable energy action plans (SEAPs) and searches for the most important factors that have enabled or hindered the implementation of local SEAPs at Latvia. The article shows that, in some cases, there is evidence that SEAP development is a project-based activity, supported by external experts. From municipal personnel point of view, it is a project that ends with approved SEAP, but not a part of their future daily routine. Eventually implementation of the plan is difficult, because municipalities lack experience in daily management of energy data, distribution of responsibilities and implementation of procedures. Municipalities also tend to exclude important stakeholders in their SEAPs, like, private sector, household sector and transport sector, which lead to lower targets and lower achievements in GHG reduction.
On 26 January 2019, the Commission on Growth, Structural Change and Employment recommended that no more coal-fired power plants would be operated in Germany by 2038 at the latest. In this paper the Wuppertal Institute comments on the results of the Commission and makes recommendations for the current necessary steps for the climate and innovation policy in Europe, Germany and North Rhine-Westphalia.
Digitalisation is disrupting business practices worldwide and transforming consumption patterns. While a global increase in wealth is leading to higher consumption rates, consumption-related decisions are increasingly based on digital information and marketing; furthermore, shopping increasingly takes place online and products and services are more and more digitalised.
The transformative character of digitalisation calls for political action in order to ensure sustainable consumption in a new and dynamically changing context. Focusing on consumption is imperative in combatting many global challenges. Take climate change: consumption-based emissions (i.e. emissions from domestic final consumption and emissions caused by the production of imported goods) are rising more rapidly than production-based emissions in high-income countries. Meanwhile most political measures target production-based emissions (i.e. territorial emissions).
The German council for sustainable development (Rat für Nachhaltige Entwicklung) has called for the §principle of sustainable development [to] serve as the political framework for digital transformation" as "digitalisation has the potential to engender disruptive developments in the business world as well as society as a whole that carry both great opportunities and significant risks". Thus, to implement the 2030 Agenda, in particular SDG 12, and the National Program Sustainable Consumption, it is key to seize the opportunities that digitalisation presents for sustainable consumption and tackle the challenges. This assessment report thus examines the following key question: "What are the implications of the digital transformation of consumption patterns for the implementation of the German sustainability strategy in, by and with Germany?"
This assessment report identifies six key areas of sustainable consumption. Transforming those areas is associated with a significant, positive impact on sustainable development. In this way, those key areas lay the foundation to set clear priorities and formulate concrete policy measures and recommendations. The report describes recent developments and relevant actors in those six fields, outlines drivers and barriers to reach a shift towards more sustainability in those specific areas, and explores international good-practice examples. On top of this, overarching topics in the scientific discourse concerning sustainable consumption (e.g. collaborative economy, behavioural economics and nudging) are revealed by using innovative text-mining techniques. Subsequently, the report outlines the contributions of these research approaches to transforming the key areas of sustainable consumption. Finally, the report derives policy recommendations to improve the German Sustainable Development Strategy (DNS) in order to achieve a stronger stimulus effect for sustainable consumption.
Reaching the climate goals for the building sector requires to improve insulation and to increase air tightness of buildings in order to minimize heat loss. To achieve these goals and to prevent risks to the health of occupants and damages to the building fabric due to insufficient removal of pollutants and humidity, broad implementation of Mechanical Ventilation and Heat Recovery (MVHR) systems is crucial.
Comparable and up to date figures on the market penetration of MVHR systems across the EU are hardly available. However, figures point to only a small share of residential buildings being currently equipped with such systems (cf. Riviere et al. 2009). For the German building stock the figure is estimated to be below 5% (Händel 2011). The paper presents insights into the reasons for the slow diffusion of HRV technologies in the German building stock. It builds on the results of a recently completed research project whose central aim was to identify actor-specific and structural barriers for the diffusion of efficient ventilation systems in apartment buildings and to examine how these barriers can be addressed.
The analysis is based on 40 semi-structured expert interviews with energy consultants, HVAC craftsmen, and housing companies, as well as guided in-depth interviews with private owners of apartment buildings or apartments that were evaluated by means of qualitative content analysis. Based on the collected data, seven barrier categories were identified, each containing a range of single barriers for the diffusion of efficient ventilation systems within the residential building stock.
Results of the analysis were quantitatively validated by means of online surveys and a household survey among 1,008 households. The paper points out interdependencies within the chain of effects leading up to the investment decision of building owners. Furthermore, based on good practice examples identified within the data collection process, it proposes different measures to address these barriers.
Die vorliegende Broschüre fasst die Ergebnisse des dreijährigen Projektes "BMM HOCH DREI - Betriebliches Mobilitätsmanagement im Bergischen Städtedreieck (Remscheid-Solingen-Wuppertal)" für die Praxis zusammen. Die Broschüre stellt den Quartiersansatz vor, beschreibt den Prozess der Beratung und die Entwicklung von Maßnahmen. Als Ergebnis stellt sie die Potenziale für eine Verkehrsverlagerung und den notwendigen Handlungsbedarf für die Praxis dar.
Addressing the prevailing mode of high-carbon lifestyles is crucial for the transition towards a net-zero carbon society. Existing studies fail to fully investigate the underlining factors of unsustainable lifestyles beyond individual determinants nor consider the gaps between current footprints and reduction targets. This study examines latent lifestyle factors related to carbon footprints and analyzes gaps between decarbonization targets and current lifestyles of major consumer segments through exploratory factor analysis and cluster analysis. As a case study on Japanese households, it estimates carbon footprints of over 47,000 households using expenditure survey microdata, and identifies high-carbon lifestyle factors and consumer segments by multivariate regression analysis, factor analysis, and cluster analysis. Income, savings, family composition, house size and type, ownership of durables and automobiles, and work style were confirmed as determinants of high-footprint Japanese households, with eight lifestyles factors, including long-distance leisure, materialistic consumption, and meat-rich diets, identified as the main contributory factors. The study revealed a five-fold difference between lowest and highest footprint segments, with all segments overshooting the 2030 and 2050 decarbonization targets. The findings imply the urgent need for policies tailored to diverse consumer segments and to address the underlying causes of high-carbon lifestyles especially of high-carbon segments.
The Global Stocktake (GST) takes a central role within the architecture of the Paris Agreement, with many hoping that it will become a catalyst for increased mitigation ambition. This paper outlines four governance functions for an ideal GST: pacemaker, ensurer of accountability, driver of ambition and provider of guidance and signal. The GST can set the pace of progress by stimulating and synchronizing policy processes across governance levels. It can ensure accountability of Parties through transparency and public information sharing. Ambition can be enhanced through benchmarks for action and transformative learning. By reiterating and refining the long term visions, it can echo and amplify the guidance and signal provided by the Paris Agreement. The paper further outlines preconditions for the effective performance of these functions. Process-related conditions include: a public appraisal of inputs; a facilitative format that can develop specific recommendations; high-level endorsement to amplify the message and effectively inform national climate policy agendas; and an appropriate schedule, especially with respect to the transparency framework. Underlying information provided by Parties complemented with other (scientific) sources needs to enable benchmark setting for collective climate action, to allow for transparent assessments of the state of emissions and progress of a low-carbon transformation. The information also needs to be politically relevant and concrete enough to trigger enhancement of ambition. We conclude that meeting these conditions would enable an ideal GST and maximize its catalytic effect.
Today more than 45 % of all energy-related CO2 emissions come from burning coal. Thus, reducing CO2 emissions from coal use is a necessity for reaching the targets of the Paris Agreement. This will not only pose challenges for coal consumers (restructuring of the energy system), but also for countries whose economy is strongly depending on the production of coal. This paper examines the role of coal in three countries, which are or were in recent years among the top coal exporters: Indonesia, Colombia and Vietnam. Understanding challenges and possible transition pathways in these countries will help to develop global strategies to reduce CO2 emissions from coal in the short to mid-term.
Der schnell fortschreitende Digitalisierungs- und Automatisierungsprozess ist heute schon ein wichtiger Wegbegleiter für die Transformation des aktuellen Energiesystems. Im vorliegenden Beitrag werden sechs Anwendungsbeispiele vorgestellt, die deutlich machen, dass die Energiewende ohne Digitalisierung nicht denkbar ist.
Creating statistics for China's building energy consumption using an adapted energy balance sheet
(2019)
China's regular energy statistics does not include the building sector, and data on building energy demand is included in other types of energy consumption in the Energy Balance Sheet (EBS). Therefore data on building energy demand is not collected based on statistics, but rather calculated or estimated by various approaches in China. This study aims at developing and testing China's building energy statistics by applying an adapted EBS. The advantage of the adapted EBS is that statistical data is from the regular statistical system and no additional statistical efforts are needed. The research result shows that the adapted EBS can be included in China regular energy statistical system and can be standardized in a transparent way. Testing of the adapted EBS shows that China's building energy demand has shown an annual increase of 7.6% since 2001, and a lower contribution to the total energy demand as compared to the developed world. There is also a close link to lifestyle and living standard while industrial energy demand is mainly driven by economy and decoupling of building energy demand with increasing of building floor area, this is due to a considerable improvement of building energy efficiency. The adapted EBS creates a method for China conducting statistics of building energy consumption at the sector level in a uniform way and serves as the basis for any sound building energy efficiency policy decisions.
Die Große Transformation zur Nachhaltigkeit ist eine gesamtgesellschaftliche Herausforderung, für deren Bewältigung auch die Wissenschaft gefordert ist. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat daher unter anderem die Fördermaßnahme "Nachhaltiges Wirtschaften" (NaWi) ins Leben gerufen, um Wissenschaft und Praxis in ihrer Begegnung dieser Herausforderung zu unterstützen.
Ein neues Format, um diese Wissenschafts-Praxis-Kooperation als Beitrag zu einer nachhaltigen Entwicklung zu gestalten, ist das sogenannte Reallabor. Dort kommen Akteure aus Wissenschaft und Praxis zusammen, um gemeinsam Lösungen für ein realweltliches Nachhaltigkeitsproblem zu erarbeiten und auszuprobieren. Ausgehend von der konzeptionellen und empirischen Reallaborforschung des NaWi-Projekts "Wohlstands-Transformation Wuppertal" (WTW) wurden die Erfahrungen und Erkenntnisse aus den NaWi-Projekten WTW, KInChem und WohnMobil sowie die aktuelle wissenschaftliche Literatur zu Reallaboren synthetisiert. Die hieraus entstandene vorliegende Studie bietet den Leserinnen und Lesern einen umfassenden Überblick über den Aufbau und die Umsetzung von Reallaboren.
Zunächst werden bisherige Reallaborverständnisse reflektiert und acht Schlüsselkomponenten von Reallaboren präsentiert. Anschließend wird das Reallabor in seiner Prozess- und seiner Strukturdimension näher beleuchtet. Ein ausführlicher Prozess-Leitfaden zeigt Schritt für Schritt auf, wie ein Reallabor-Prozess gestaltet werden sollte. Auch die teils neuen Rollen von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in Reallaboren werden analysiert. Schließlich werden die strukturierenden Elemente eines Reallabors vorgestellt und - wie bereits die Prozessschritte und Rollen - auf die drei NaWi-Projekte angewendet.
Mit den beiden Plädoyers "Ökologischen Individualismus stärken" und "Ökologische Lebensformen stärken" wird eine zentrale Kontroverse ökologischer Politik nachgezeichnet. Der Diskussionsstand wirft bedeutende Fragen auf, die Beiträge bieten erste Orientierung für mögliche Antworten. Die vorgestellten Positionen schließen einander nicht aus. Vielmehr vermessen sie ein Spektrum, innerhalb dessen ganz unterschiedliche Pfade beschritten werden können, auf dem Weg zu einer grünen Erzählung von Ökologie.
India's present development trajectory is at a crucial juncture with a requirement to meet the demands of a population of over 1.2 billion while ensuring environmental sustainability. The resulting economic growth over the past two decades has over-exploited finite natural resources and led to tremendous environmental degradation. Therefore, decoupling economic growth from resource consumption is crucial in the transformation towards a green economy. Building construction is one of the most resource-intensive sectors, as well as creating a high impact on the environment. This study analyzes existing mechanisms in India's building construction sector that attempt to decouple economic growth from resource use and environmental impacts. The key contributors for decoupling are analyzed. Recommendations for regulations, market incentives, transparency, data monitoring and capacity-building are provided for an array of policy initiatives targeted at political and financial decision-makers at the national, state and local levels for different buildings.
Der Beitrag von synthetischen Kraftstoffen zur Verkehrswende : Optionen und Prioritäten ; Kurzstudie
(2019)
Diese Kurzstudie geht auf den möglichen Beitrag von synthetischen Kraftstoffen zur Verkehrswende ein. Sie stellt die Einsatzmöglichkeiten dar, zeigt alternative Minderungsoptionen auf, und vergleicht sie mit den Einsatzmöglichkeiten von synthetischen Kraftstoffen.
Zudem gibt der Bericht einen Überblick über volkswirtschaftliche Effekte, auf deren Basis abschließend Schlussfolgerungen für den Beitrag synthetischer Kraftstoffe zur Verkehrswende abgeleitet und diese in Handlungsleitlinien (Prioritäten) übersetzt werden.
Der Eon/RWE-Deal : Marktbeherrschung und Shareholder Value-Politik mit behördlicher Zustimmung
(2019)
Am 17. September 2019 hat die EU-Wettbewerbs-Kommissarin Margrethe Vestager dem Stromkonzern Eon die Übernahme und Zerschlagung der RWE-Tochter Innogy unter leichten Auflagen erlaubt. Damit geht eine vollständige Geschäftsfeldaufteilung zwischen den beiden mächtigsten nationalen Energiekonzernen Eon und RWE einher. Während sich Eon auf die Bereiche Vertrieb und Verteilnetzbetrieb konzentrieren wird, übernimmt RWE die konventionellen Kraftwerke des bisherigen Konkurrenten sowie alle Anlagen der erneuerbaren Stromerzeugung. Auch alle vor rund zwei Jahren zunächst an Innogy abgegebenen Anlagen zur Stromerzeugung werden von RWE wieder zurückgeholt. Zudem erhält RWE eine 16,7-prozentige Beteiligung an Eon. Dazu gab das Bundeskartellamt (BKartA) bereits am 26.02.2019 bekannt, dass es diese Beteiligung für unbedenklich hält.
Die Freigabe der EU-Kommission vom September 2019 ist eine "Entscheidung von enormer Tragweite" die den "gesamten Sektor grundlegend verändern" wird. Denn durch diesen Mega-Deal entstehen im deutschen Energiesektor zwei monolithische Giganten mit bisher nie dagewesener Marktmacht.
In der öffentlichen Diskussion rücken die Konsequenzen der notwenigen Klimaschutzmaßnahmen sowie damit verbundene Kosten in den Fokus und entfalten ihre Sprengkraft. Ökologische, ökonomische und soziale Nachhaltigkeit werden zunehmend gegeneinander in Stellung gebracht. Häufig wird Klimaschutz gegen Wohlstand, wirtschaftliche Entwicklung und Arbeitsplätze ausgespielt.
Mit der von der Friedrich-Ebert-Stiftung beim Wuppertal Institut in Auftrag gegebenen Studie entlarven die Autorinnen und Autoren "unheilige Allianzen", verbreitete Mythen und interessensgesteuerte Desinformation. Anhand von zehn konkreten Fragestellungen liefern sie eine faktenbasierte Analyse und zeigen, dass eine zukunftsorientierte Energie- und Klimapolitik im Einklang mit Wohlstand und sozialem Fortschritt sehr wohl möglich ist.
Die Energiewende ist der Umstieg der Energieproduktion, -versorgung und -nutzung von nuklearen und fossilen Energieträgern auf erneuerbare Energien. Dieser tiefgreifende Wandel des über viele Jahre gewachsenen Energiesystems in Deutschland umfasst zahlreiche, hoch komplexe Aspekte und Prozesse. Aus einer eher technologischen Perspektive heraus betrachtet sind die Ziele der Energiewende eine Weiterentwicklung und Dezentralisierung des technischen Stromsystems und seiner Komponenten (Speicher, Netze, Management), die Steigerung der Energieeffizienz (bspw. in industriellen Prozessen sowie in Haushalten, durch energetische Modernisierung des Gebäudebestandes oder eine intelligentere Nutzung der Wärme) sowie die Elektrifizierung des Verkehrs.
In dem vorliegenden Kapitel werden die verschiedenen Herausforderungen zur Umsetzung der Energiewende genauer beleuchtet und dargestellt und schließlich in zentrale Schlussfolgerungen zur Realisierung der Energiewende überführt.
Europa braucht eine neue Fortschrittsvision. Eine Energiewende hat dieses Potenzial. Sie kann der "Europäischen Idee" einen zukunftsorientierten Inhalt geben. Das Ziel für 2050 ist klar: ein Europa ohne fossile und nukleare Energie! Das ist keine Utopie. Studien, Beschlüsse der EU und einiger Mitgliedsländer belegen, dass diese Vision machbar und mit vielen Vorteilen verbunden ist: mehr Jobs, mehr Versorgungssicherheit, weniger vorzeitige Todesfälle durch Luftverschmutzung, Abbau von Ressourcenkonflikten, sinkende Energiekosten. Neue grüne Leitmärkte für erneuerbare Energien und Ressourceneffizienz entstehen. Eine europäische Energiewende erfordert eine Allianz, idealerweise angefeuert durch die Nachbarn Frankreich und Deutschland. Viele hoffen auf Deutschland als Treiber von Atom- und Kohleausstieg. Aber "revolutionäre Ziele" zu beschließen ist nicht genug: Sie endlich umzusetzen - darauf warten Deutschland und Europa. Dieses Buch zeigt, welche konkreten Schritte diese Fortschrittsvision voranbringen werden.
Die Diskussion um die Gestaltung der Energiewende dreht sich in der politischen und gesellschaftlichen Debatte heute maßgeblich um die Stromversorgung der Zukunft. Ausstieg aus der Kohleverstromung und Ausbau bzw. Optimierung von Stromtransport- und verteilnetz sind nur zwei Beispiele dafür. Zu wenig Beachtung wird dagegen den Gasinfrastrukturen geschenkt und dabei insbesondere den Gas(import-)infrastrukturen, die mit Blick auf die Energiewende eine signifikante Rolle spielen (können).
Digital platforms may yield a host of advantages in putting circular economy into effect. This paper analyses the related chances and discusses requirements of digital platforms for the realization of a circular economy. It specifically points to potential solutions offered by digital platforms for existing barriers. From there it identifies issues that need specific attendance to create economically and ecologically functional platforms. Three economically relevant perspectives are discussed for this: a management perspective, a legislative perspective and a social/systems perspective.
Im Energiesektor hat die Digitalisierung bereits viele Abläufe der Wertschöpfungskette verändert. Es besteht jedoch weiterhin erhebliches Potenzial zur Nutzung von digitalen Anwendungen. Insofern ist mit weiteren tiefgreifenden Veränderungen zu rechnen. Neben den zahlreichen Nutzen bestehen auch potenzielle negative Auswirkungen. Die so entstehenden Spannungsfelder müssen frühzeitig analysiert werden, um Lösungsoptionen für potenzielle Hindernisse zu erarbeiten um somit den größtmöglichen Nutzen der Digitalisierung erzielen zu können.
Die Digitalisierung ist längst gelebte Praxis. Jeden Tag werden Milliarden an "digitalen" Handlungen ausgeführt. Beispielsweise werden täglich 207 Mrd. E-Mails verschickt, 8,8 Mrd. YouTube-Videos angesehen und 36 Mio. Amazonkäufe getätigt. Dabei nimmt die Geschwindigkeit, mit der neue Anwendungen entwickelt und etabliert werden, kontinuierlich zu. Es stellt sich also die Frage, was im Energiesektor zu erwarten ist und wie die Entwicklung zielgerichtet genutzt werden kann.
Die energieintensive Industrie kann zum Ausgleich volatiler Stromeinspeisungen und somit zum Gelingen der Energiewende beitragen.
Digitalisierungsprozesse ermöglichen die Flexibilisierung der Produktion, wodurch die Stromnachfrage steuerbarer wird.
Gegenwärtig sind die Anreize zur Flexibilisierung jedoch für die meisten Unternehmen aufgrund von Investitionsunsicherheiten und der Konkurrenz durch konventionelle Kraftwerke gering.
Im Rahmen der Transformation des Energiesystems und zunehmender Digitalisierung der Produktion wird die Flexibilisierung für Industrieunternehmen perspektivisch attraktiver.
Digitalisierung und Flexibilisierung haben Auswirkungen auf Beschäftigte. So werden bereits jetzt Tätigkeiten an eine Abschaltung von Anlagen zur Stabilisierung des Stromsystems angepasst.
Im Hinblick auf Digitalisierungsprozesse gilt es, Mitarbeiter frühzeitig zu beteiligen und Ängste sowie Anregungen der Beschäftigten ernst zu nehmen.
Die Akzeptanz von Veränderungsprozessen kann durch eine frühzeitige Einbindung der Beschäftigten und ihrer Vertretung gefordert werden.
Ein den Digitalisierungsaktivitäten entsprechendes Personalkonzept stellt sicher, dass Beschäftigte mit notwendigem Know-how ausgestattet werden.
Die Autoren verdeutlichen in diesem Papier, dass der Megatrend Digitalisierung nicht zwingend unkontrollierbar über die Wirtschaft und die Gesellschaft hereinbricht. Seine Wirkung hängt vom menschlichen Verhalten, von der Gestaltung neuer Prozessen in Organisationen, aber auch Anpassungen der gesetzlichen Rahmenbedingungen ab. Dieses sozio-kulturelle, organisatorische und institutionelle Umfeld der digitalen Innovationen könne und müsse im Sinne ökologischer Nachhaltigkeit beeinflusst werden. Politik sei hier aufgefordert auf der Basis fundierter Analysen flankierend tätig zu werden. Die Autoren fordern daher, für die Digitalwirtschaft eine eigene sektorspezifische Politik zu entwickeln, wie sie für andere umweltrelevante Sektoren - etwa die Energiewirtschaft, Chemieindustrie oder Autoindustrie - bereits etabliert ist.
Welche Rolle spielt die Digitalisierung mit der Vielzahl ihrer Methoden und Anwendungen für die Energiewende - also für die Transformation unseres Energiesystems im Sinne der vereinbarten Klimaschutzziele? Ist sie notwendige Voraussetzung für den Systemumbau und ermöglicht beispielsweise erst den Übergang auf ein nahezu vollständig erneuerbares Energiesystem (Enabler) oder ist sie lediglich ein nützliches, den Umbau beschleunigendes Hilfsmittel (Facilitator)? Welche Veränderungen sind durch die Ziele der Energiewende getrieben und welche durch die Verbreitung von Techniken der Digitalisierung? All dies waren Fragen, die im Rahmen der Jahrestagung 2018 des Forschungsverbunds Erneuerbare Energien unter dem Titel "Die Energiewende - smart und digital" behandelt wurden. Dieser einführende Beitrag versucht einige Anhaltspunkte zur Beantwortung dieser Fragen zu liefern und in das Thema einzuführen.
Before linking emissions trading systems, there should be a good understanding of the expected economic implications: How could linking affect the development of the common allowance price, the development of emissions or industrial production, capital flows or liquidity? Answering these questions requires a multitude of data and assumptions and therefore usually the use of economic models.
This report gives an overview of various economic models that are suitable for assessing the economic effects of linking. It analyses the economic indicators relevant for the assessment of the effects of linking, formulates requirements for economic models to answer this question, discusses the advantages and disadvantages of different modelling approaches and gives an assessment of which models are suitable in principle for the assessment of linking. Five models were selected for a more detailed description: E3ME, GEM-E3, PACE, POLES, and TIMES-MARKAL.
Dieses Wuppertal Paper dient dazu, a) die mögliche Klimaschutzwirkung eines CO2-Preises zu analysieren, allein und im Gesamtpaket von Instrumenten zum Klimaschutz, b) die Möglichkeiten der Mittelverwendung zu analysieren und zu bewerten, c) dadurch den Dschungel der Argumente und Motivationen in den bestehenden Vorschlägen zu lichten und d) aus der Analyse ein Modell zu skizzieren, das den Anforderungen von Klimaschutz und sozialer Gerechtigkeit sowie Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit am besten gerecht wird und damit der Bundesregierung als Anregung bei der Entscheidung über Einführung und Ausgestaltung eines CO2-Preises dienen kann.
In dem Papier werden diese Fragen anhand von neun Thesen mit einem abschließenden Fazit ergründet. Daraus wird deutlich:
Ein CO2-Preis kann sektorale Ziele und Instrumente nicht ersetzen. Seine volle Wirkung kann er nur entfalten, wenn er komplementär zu sektorspezifischen Klimaschutzinstrumenten eingeführt wird. Nur wenn für diese Instrumente ein guter Teil der Einnahmen aus der CO2-Steuer eingesetzt wird, sind die Klimaziele erreichbar. Die Ziele werden dadurch mit weitaus geringerem CO2-Preis bei gleichzeitig höheren Kostenentlastungen für Verbraucherinnen und Verbraucher, Unternehmen und sogar die öffentlichen Haushalte erreichbar, als wenn die Politik allein auf einen CO2-Preis setzen würde.
Derzeit befindet sich der zweite Entwurf zum Gebäudeenergiegesetz (GEG) des Bundeswirtschaftsministeriums und Bundesbauressorts zur Vereinheitlichung des Energieeinsparrechts für Gebäude in den Ressorts in der Abstimmung. Doch der Entwurf fällt weit hinter dem aktuellen klimapolitischen Aufbruch der Großen Koalition zurück und die Vorgaben der Europäischen Union erfüllt er nicht.
Ein CO2-Preis ist ein zentrales Instrument, um eine umfassende Dekarbonisierung der Wirtschaft zu ermöglichen und zu erleichtern. Sie kann durch verschiedene Instrumente umgesetzt werden, insbesondere in Form einer CO2-Steuer. Es ist jedoch wichtig, dass ein CO2-Preis allein - aufgrund der vielfältigen Hindernisse (einschließlich nicht ökonomischer Hemmnisse) - die sektoralen Ziele und Instrumente nicht ersetzen kann. Vielmehr muss er komplementär zu sektorspezifischen Klimaschutzinstrumenten eingeführt werden. Der Artikel gibt Auskunft darüber, wie ein CO2-Preis konkret und angemessen ausgestaltet werden kann.
Am 26. Januar 2019 hat die Kommission "Wachstum, Strukturwandel und Beschäftigung" beschlossen, dass in Deutschland bis spätestens 2038 keine Kohlekraftwerke mehr betrieben werden sollen. Das Wuppertal Institut nimmt in diesem Papier Stellung zu den Ergebnissen der Kommission und gibt Empfehlungen für die nun notwendigen Schritte für die Klima- und Innovationspolitik in Europa, Deutschland und Nordrhein-Westfalen.
In vielen deutschen Städten sinken die verkehrsbedingten CO2-Emissionen kaum und vor allem die Belastungen durch Luftschadstoffe aus dem Straßenverkehr sind weiterhin sehr hoch. Deshalb beklagt die Deutsche Umwelthilfe inzwischen über 30 Städte in Deutschland, um durch Fahrverbote für Dieselfahrzeuge das Recht der Menschen auf saubere Atemluft durchzusetzen. Daher suchen die Kommunen zunehmend Wege, die verkehrsbedingten Emissionen zu senken. Dabei kommt kommunalen Flottenbetreibern eine besondere Rolle zu. Sie stehen besonders unter Handlungsdruck, weil durch ein Fahrverbot für Dieselfahrzeuge diese nur noch sehr eingeschränkt eingesetzt werden könnten.
In 2016, the European Commission presented the Clean Energy for all Europeans Package , comprising legislative proposals to facilitate the clean energy transition within the EU, such as the revised EPBD 2010/31/EU and EED 2012/27/EU.Besides putting energy efficiency first and achieving global leadership in renewable energy, a third goal of the package was to provide a "fair deal to consumers" with "no one left behind"., While in some Member States the issue of energy poverty already was on the political agenda, enabling affordable access to basic energy services for all households and thus reducing energy poverty is now an explicit policy target of the revised EU Directives.
In order to assess and monitor the extent of the issue across the EU and address it by suitable measures, the concept of energy poverty needs to be defined, operationalised and measured. The paper aims to investigate the role of energy poverty indicators for policy making. To do so, it provides an overview on existing measurement approaches.Furthermore, the paper presents the development and current state of energy poverty across the EU using a set of four complementary indicators used by the EU Energy Poverty Observatory. These consensual and expenditure-based indicators are calculated using data from the EU Survey on Income and Living Conditions and the Household Budget Survey.
In addition, the paper highlights peculiarities of results on the different indicators, describes persisting issues with regard to their calculation and interpretation against the background of the underlying data base.
Based on the results of this analysis, further necessities of data collection and research are pointed out.
The concept of sufficiency - reducing energy uses beyond technical efficiency - is far-reaching and requires a reflection on human needs, energy services, urban structures, social norms, and the role of policies to support the shift towards lower-energy societies. In recent years, a growing body of literature has been published on energy sufficiency in various disciplines. However, there has been limited exchanges and cooperation among researchers so far, hindering the visibility and impact of this research. This paper presents an assessment of where sufficiency research stands, especially in the perspective of policy-making. It is the first overview paper issued in the context of the newly-founded ENOUGH network - International network for sufficiency research & policy, established in 2017. In the first part, we provide a condensed literature review on energy sufficiency, based on dozens of recent references collected through the network. Through four main themes (the nature of sufficiency, the challenges of modelling it, the barriers to its diffusion, and the approaches to foster it), we summarise the key issues and approaches. We then present what the scholars themselves see as the priorities for future research, promising sufficiency policy options, and key barriers that research should help overcome. We collected their views through a questionnaire completed by more than 40 knowledgeable authors and experts from various disciplines. We finally build on the previous parts to draw some recommendations on how sufficiency research could increase its impact, notably in relation to policy-making.
Energy sufficiency has recently gained increasing attention as a way to limit and reduce total energy consumption of households and overall. This paper presents both the partly new methods and the results of a comprehensive analysis of a micro- and meso-level energy sufficiency policy package to make electricity use in the home more sufficient and reduce at least the growth in per-capita dwelling size. The objective is to find out how policy can support households and their members, as individuals or as caregivers, but also manufacturers and local authorities in practicing energy sufficiency. This analysis needed an adapted and partly new set of methods we developed. Energy sufficiency does not only face barriers like energy efficiency, but also potential restrictions for certain household members or characteristics, and sometimes, preconditions have to be met to make more energy-sufficient routines and practices possible. All of this was analysed in detail to derive recommendations for which policy instruments need to be combined to an effective policy package for energy sufficiency. Energy efficiency and energy sufficiency should not be seen as opposed to each other but work in the same direction - saving energy. Therefore, some energy sufficiency policy instruments may be the same as for energy efficiency, such as energy pricing policies. Some may simply adapt technology-specific energy efficiency policy instruments. Examples include progressive appliance efficiency standards, standards based on absolute consumption, or providing energy advice. However, sufficiency may also require new policy approaches. They may range from promotion of completely different services for food and clothes cleaning, to instruments for limiting average dwelling floor area per person, or to a cap-and-trade system for the total electricity sales of a supplier to its customers, instead of an energy efficiency obligation.
Als Direct Air Capture (DAC) werden Technologien zur Abscheidung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre bezeichnet. Diese könnten zunehmend zum Einsatz kommen, um CO2 für Power-to-X-Prozesse (PtX) oder zur Erzielung "negativer Emissionen" bereitzustellen. Die Ergebnisse einer multidimensionalen Bewertung im Rahmen der BMWi-Studie "Technologien für die Energiewende" (et 09/2018) zeigen, dass noch große Unsicherheiten bestehen und die Entwicklung überwiegend an Deutschland vorbeigeht.
Die vorliegende Broschüre fasst die Ergebnisse der Gemeindestudie "Energiewende und globale Megatrends in NRW" zusammen. Für die Untersuchung wurden kommunale Entscheidungsträgerinnen und -träger aus NRW, wie Dezernatsleitungen aus Planung und Umwelt, Abteilungsleitungen aus Stadtwerken oder Bürgermeisterinnen und Bürgermeister, zu den Trendthemen Digitalisierung, soziale Ungleichheiten, Übernutzung natürlicher Ressourcen sowie Urbanisierung und demografischer Wandel befragt. Der Großteil der interviewten Personen nimmt diese Megatrends sowohl als bedeutsame Entwicklungen wahr und sieht auch einen engen Zusammenhang mit der Energiewende.
Die Ergebnisse zeigen starke Unterschiede sowohl in der Auffassung der unterschiedlichen Trends als auch in der Betroffenheit zwischen befragten Städten und NRW-Gemeinden. Mit rund 84,4 Prozent empfindet die Mehrheit der in der Online-Befragung interviewten Personen die Veränderungen in der Bevölkerungsstruktur im Zuge eines demografischen Wandels als relevant für die eigene Kommune. Kommunen, die in dynamischen Wachstumsregionen ein starkes Bevölkerungswachstum erlebt haben - etwa durch steigende Geburtenraten und durch mehr zugezogene Menschen -, ließ die Tendenz der alternden Bevölkerung sinken. Städte und Gemeinden in peripheren, ländlichen Schrumpfungsregionen hingegen sind durch einen Bevölkerungsrückgang und Überalterung geprägt. Daraus resultieren unter andrem Herausforderungen für die Gewährleistung der Daseinsvorsorge.
Estimating the sufficiency potential in buildings : the space between underdimensioned and oversized
(2019)
The emission reduction potential of energy efficiency and energy supply in buildings is estimated in various energy and climate action plans, scenarios, and potential analyses. But the third pillar of sustainability - sufficiency - is neglected in most studies.The increasing demand of space per person in the residential sector is a trend in most European countries. Its implication on energy use, demand for resources like land, building material, equipment, and waste production is enormous. Next to the ecological impact, the distribution of space has social and societal effects. Thus, sufficiency policies in the building sector complementing efficiency and energy policy are needed for a sustainable development of the European building stock.
But how can a sufficiency potential in the building sector be estimated? How much space and equipment is needed for a decent living and how much is too much? The paper proposes four areas of sufficiency in buildings: space, design and construction, equipment, and use. It presents a set of indicators, a quantitative estimate of energy savings from reduced per capita floor area, and visualises the sufficiency potential in European countries in an experimental approach. The final discussion focuses on the question: What does this mean for policy making?
Der Anlass für die Evaluation des Deutschen Ressourceneffizienzprogramms ProgRess ist seine Fortschreibung im Jahr 2020. In zahlreichen Interviews identifizieren die Autorinnen und Autoren Stärken und Schwächen und zeigen Wege für eine institutionelle und strategische Weiterentwicklung auf. Die Bedeutung des Programms wird als überwiegend positiv, die bisherigen Ressourceneffizienzwirkungen hingegen als durchwachsen bewertet. Den Umsetzungsstand konnten die Befragten wenig beurteilen, da Indikatoren bislang nur für einen Teil der Maßnahmen vorhanden sind. Eine Priorisierung der Aktivitäten, verbindlichere Instrumente und Zielvorgaben sowie eine bessere Mittelausstattung gehören zu den Empfehlungen.
Innerhalb des Kopernikus-Projekts "Synchronisierte und energieadaptive Produktionstechnik zur flexiblen Ausrichtung von Industrieprozessen auf eine fluktuierende Energieversorgung" - kurz SynErgie - erheben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das Flexibilisierungspotenzial von Industrieprozessen und versuchen die Machbarkeit an Schlüsselprozessen zu demonstrieren. Die technischen Herausforderungen und Lösungsoptionen, die sich in den Prozessen der Grundstoffindustrie - wie etwa Stahl, Chemie, Zement, Glas und Feuerfest - ergeben, haben sie bereits in einem ersten Band "Flexibilitätsoptionen in der Grundstoffindustrie: Methodik, Potenziale, Hemmnisse" ausführlich beschrieben und auf Basis einer eigens entwickelten Methodik analysiert. Der Fokus des vorliegenden zweiten Bandes liegt auf den Flexibilitätsperspektiven, die sich durch hybride Wärmebereitstellung, den Einsatz thermischer Energiespeicher und der Nutzung synthetischer Gase in den entsprechenden Branchen ergeben können. Hierzu erweiterten die Forschenden die bereits im ersten Band entwickelte Methodik um die relevanten Aspekte der Gasversorgung und thermischen Speicherung. Anhand von konkreten technischen Beispielen aus den Branchen stellen sie darin die Anwendungsmöglichkeiten und ein gegebenenfalls daraus folgendes Flexibilitätspotenzial dar und diskutieren dies.
In der transdisziplinären Arbeit des NaWis-Verbunds spielt die Auseinandersetzung mit zivilgesellschaftlichen Bewegungen eine wichtige Rolle. Diese treiben in vielerlei Hinsicht "moralische Revolutionen" (Kwame Anthony Appiah) an - derzeit etwa tritt Fridays for Future sehr entschieden für mehr Klimaschutz ein. Nachhaltigkeitswissenschaft kann helfen, dem Anliegen der Bewegung mehr Gehör zu verschaffen.
The transformation of urban mobility systems causes financial costs for the procurement and operation of innovative products and services and for the adaptation of existing infrastructure. While public budgets are limited, investments in infrastructure and transport services compete against other spending priorities, and private investors often are reluctant to invest into sustainable transport projects. Thus, cities need to seek additional funding and financing options and to develop business models to attract private sector investments in the development of the urban transport system. Moreover, financing schemes should cover the entire SUMP (Sustainable Urban Mobility Planning) cycle, starting from planning, to project implementation and procurement up to the operation and maintenance of services and infrastructures.
This requires the blending of different revenue sources, including:
project related revenue sources such as public transport fares and the lease of advertising space in buses;
the extension of the local tax base, for example through the introduction of road user charges and parking fees or the use of value capture mechanisms;
National, bilateral, and European grants;
Debt financing through loans and other instruments such as issuing green bonds. Finally, a prudential engagement of the private sector in infrastructure development and service provision can reduce the direct burden on public budgets while enhancing service quality. The applicability of specific financing options critically depends on the national legislative environment. Many of the instruments and case examples presented here may not be transferred to other Member States due to the different distribution of responsibilities and powers between the political levels in the Member States. This report, however, can inspire the search for potential funding and financing sources and is therefore aimed not only at local and regional authorities but also at decisionmakers at the national level. Still, whether a specific instrument can be used in a Member State needs to be assessed on a case-by-case base.
Das Kreislaufwirtschaftsgesetz (KrWG) verlangt mit Bezug auf das Abfallvermeidungsprogramm (AVP) die Benennung zweckmäßiger Maßstäbe für Abfallvermeidungsmaßnahmen (AVM), anhand derer die Fortschritte bei der Entkopplung der mit der Abfallerzeugung verbundenen Auswirkungen auf Mensch und Umwelt vom Wirtschaftswachstum erfasst werden können. Das AVP benennt mögliche Indikatoren, allerdings ist unklar, inwieweit diese das Entstehen von Abfällen darstellen oder die Effekte von AVM abbilden können. Mögliche Bewertungsmaßstäbe für die Messung des Abfallvermeidungserfolges wurden analysiert, auf ihre Eignung geprüft und ein Set an Indikatoren erarbeitet, um eine kontinuierliche Messung des Erfolges von AVM zu ermöglichen.
German energy transition : targets, current status, chances and challenges of an ambitious pathway
(2019)
With the "Energiewende", the German term for the transformation of the national energy system, the German government pursues ambitious goals, primarily but not only to reflect the climate change challenge and to react to the risks associated with the use of nuclear power plants. After launching the energy concept in mid-2011, which describes the "Energiewende" goals, Germany was perceived as an international pioneer in energy transition for many years and has been acknowledged for its braveness to combine ambitious greenhouse gas (GHG) mitigation targets with a phase out program for nuclear power plants. In this context, this article asks where Germany’s energy transition currently stands, what is planned next and how far the set targets have been achieved or where more action is required to stick to this pathway.
Geschäftsmodelle zur Einbindung dezentraler Anlagen auf Haushaltsebene in Virtuelle Kraftwerke
(2019)
Virtuelle Kraftwerke (VKW) bieten die Möglichkeit, den steigenden Flexibilitätsbedarf des Stromsystems durch die Bündelung dezentraler Erzeugungsanlagen, Speicher und steuerbarer Verbraucher zu decken. Insbesondere die Hebung noch unerschlossener dezentraler Flexibilitätspotenziale auf Haushaltsebene, die durch die Digitalisierung und die Verfügbakeit smarter Technologien ermöglicht wird, eröffnet voraussichtlich zukünftige Geschäftsfelder. In diesem Artikel werden die zu erwartenden technologischen und ökonomischen Entwicklungen skizziert und darauf aufbauend ein Analyserahmen für Geschäftsmodelle Virtueller Kraftwerke vorgestellt.
Global climate
(2019)
The twenty-third Conference of the Parties (COP-23) of the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) was held in Bonn on 6-17 November 2017, under the presidency of Fiji. COP-23 focused, in particular, on developing rules to implement the 2015 Paris Agreement and on raising ambition for climate protection. Since this was the first "Oceanic" COP, special attention was given to supporting the countries of the Global South in their efforts to reduce emissions, adapt to climate change, and deal with the unavoidable impacts of climate change. This article summarizes the main developments and results of COP-23.
Unter den Stichworten "Sektorenkopplung" und "Power-to-X" werden derzeit viele Möglichkeiten der direkten und indirekten Elektrifizierung großer Teile der Endenergienachfrage intensiv diskutiert. In diesem Zusammenhang hat die Diskussion um Wasserstoff als Endenergieträger sowie als Feedstock für die Herstellung von synthetischen Kraftstoffen und chemischen Grundstoffen zuletzt stark an Bedeutung gewonnen. Insbesondere der klimaneutrale Umbau der Grundstoffindustrien und hier vor allem der Grundstoffchemie und der Stahlindustrie würde bedeutende Mengen an grünem Wasserstoff benötigen, die räumlich stark auf die großen Industriekerne fokussiert wären. Ein zeitnaher Einstieg in die Schaffung entsprechender Erzeugungskapazitäten und Infrastrukturen könnte dazu führen, dass Wasserstoff - neben erneuerbaren Energien und Energieeffizienz - zum dritten Standbein der Energiewende avanciert.
Handlungsempfehlungen für die Verbraucherpolitik zur Förderung eines nachhaltigen Prosumierens
(2019)
Ein wachsender Teil der Gesellschaft sehnt sich beim Konsum zunehmend nach Vertrauenswürdigkeit und Individualität. Zwei Aspekte, die viele Konsumentinnen und Konsumenten im Massenmarkt vermissen. Das Konzept "Prosumieren", vorangetrieben von zivilgesellschaftlichen Initiativen wie urbanen Gemeinschaftsgärten, Foodsharing oder Repair-Cafés, bietet die Möglichkeit zu Partizipation und Empowerment der Verbraucherinnen und Verbrauchern, die damit nicht mehr nur einfache Konsumentinnen/Konsumenten sind, sondern zu Prosumentinnen/Prosumenten werden.
Die vorliegenden Handlungsempfehlungen richten sich vorrangig an die Verbraucherpolitik, doch betreffen sie auch etliche andere Ressorts, wie etwa Bildung und Verkehr. Ihr Ziel ist es, der Verbraucherpolitik die Bandbreite an Prosumptionsformen in den Feldern Ernährung und Bekleidung aufzuzeigen und ihr so einen Überblick zu verschaffen. Zugleich wird jedoch für ausgewählte Modelle im Detail auf die aktuellen praktischen Hürden sowie die Möglichkeiten eingegangen, diese abzubauen und das nachhaltige Prosumieren zu fördern. Schließlich wurde ein kurzer Leitfaden zur Bewertung der Nachhaltigkeitspotentiale von Prosumptionsmodellen erstellt, an dem sich die Verbraucherpolitik bei der Bewertung neuer Prosumptionsinitiativen, welche sich aktuell rasant verbreiten und immer neue Formen hervorbringen, orientieren kann.
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.
How can existing national climate policy instruments contribute to ETS development? : Final report
(2019)
Before introducing an emissions trading system, jurisdictions have to consider the ex-isting energy and climate policy framework. This report seeks to analyse and evaluate non-ETS climate policy instruments, such as carbon taxes or green certificate trading schemes, regarding their suitability to serve as a basis for establishing emission trading systems. There is a general assessment of prototypical policy instruments. Besides, the report contains insights from case studies in India and Mexico. The report is meant to inform ETS development by showing how existing policy instruments could contribute to this process and by illustrating how non-ETS policy instruments could coexist with an emissions trading system, allowing for an effective policy mix.
The Wuppertal Institute conducted an impact analysis of the NRW Sustainability Bond #4 of 2018 on behalf of the State Government of North Rhine-Westphalia (NRW). The most recent bond has a volume of EUR 2.025bn, a term of 10 years and consists of 52 eligible projects from the State's 2017 general budget (sustainable value-added was confirmed in a second party opinion by oekom research1). This report analyses the contribution of the bond to climate mitigation, sustainable land use and social impacts. It also includes information on the impacts of the previous three bonds (NRW Sustainability Bond #1 to #3).
The Wuppertal Institute conducted an impact analysis of the NRW sustainability bond #5 of 2019 on behalf of the State government of North Rhine-Westphalia (NRW). The most recent bond has a volume of EUR 2.25 bn, a term of 15 years and consists of 52 eligible projects from the State's 2018 general budget (sustainable value-added was confirmed in a second party opinion by ISS-oekom). This report analyses the contribution of the bond to climate mitigation, sustainable land use and social impacts. It also includes information on the impacts of the previous four bonds (NRW sustainability bond #1 to #4).
The potential of mixed-mode office buildings with varying design and control parameters is examined by using an uncertainty analysis in the three climate zones of India. The analysis is in terms of cooling energy consumption, thermal comfort conditions, and natural ventilation hours. Furthermore, influential parameters are identified using sensitivity analysis. In this study, opening the windows enables natural ventilation. Night-time ventilation through the windows is not enabled because these are mostly closed at night. A maximum natural ventilation of 10% of the total building occupancy hours are observed in warm and humid, and hot and dry climates; however, they are slightly higher in the composite climate. A further increase in the number of natural ventilation hours leads to an increase in the occupancy hours outside the Indian Model for Adaptive Comfort model for mixed-mode buildings with at least 90% of occupants are satisfied. There are no occupancy hours outside of 80% of occupants are satisfied. The choice of thermal comfort band is crucial for determining the potential of mixed-mode buildings. The cooling setpoint temperature, building size, window solar heat gain coefficient, and surface properties of exterior surfaces are identified as the more influential parameters than the thermophysical properties of building envelope constructions. Although the building envelope which is in compliance with the Energy Efficient Building Code of India increases energy efficiency during air-conditioning periods, whether it reduces natural ventilation hours, because of overheating during such period remains to be determined.
Das Kopernikus-Projekt "ENavi" hat im Forschungsschwerpunkt "Transformation des Stromsystems" untersucht, wie der Stromsektor zur Erreichung der Klimaziele beitragen kann. Aktuell gilt es, den Kohleausstieg ökonomisch effizient und ökologisch zu organisieren. Seine Ergebnisse hat das Team der von der Bundesregierung eingesetzten Kommission für Wachstum, Strukturwandel und Beschäftigung ("Kohlekommission") präsentiert.
Article 6.4 of the Paris Agreement explicitly acknowledges the need to incentivize and facilitate the participation of private entities in the mitigation of greenhouse gas emissions. Under the Clean Development Mechanism (CDM), private sector actors had already the opportunity to participate in a new and fast-growing market. However, they faced numerous challenging investment barriers. The study provides an overview on key factors and barriers determining private sector participation in Article 6 mechanisms. It distinguishes between the three topics demand side factors, rules and standards for market mechanisms, and supply side factors and provides for each of them options to mitigate or overcome barriers.
In a short analysis, it further explores three of the identified options:
- Improving the design and support of national systems and capacities is an important pre-requisite for the private sector to be able to generate and sell ITMOs
- The up-scaling of mitigation activities e. g. through (sub-) sector level crediting, and policy crediting helps private sector actors to benefit from economies of scale
- Exploring the potential of digitization of measuring, reporting and verification (MRV), e. g. the use of sensors, internet of things, artificial intelligence and blockchain to make the project cycle more efficient and reduce transaction costs.
Overall, the report stresses the importance of host country readiness to provide the private sector with a robust and trusted environment that allows for the adoption of Article 6 mechanisms.
In spite of differences in energy policies and supply, Japan and Germany have to master similar challenges: To reorganize the energy supply system towards - in the long term - being reliable, affordable, low in risks and resource use, and climate-neutral. At the same time, the ecological modernization should maintain or even strengthen international competitiveness. To better address these challenges, a bi-national expert council has been established between the two high-tech countries in 2016 - the GJETC.
The aim of the GJETC is to show that despite different starting points, a national energy transition can be more successful, if both countries learn from their strengths and also weaknesses, to avoid the latter. If the implementation of an energy transition in the two countries is socially and economically sound and advances technology innovation and deployment, it may not only double success, but can also serve as blue prints for other countries, especially due to learning from similarities and differences. For example: Why is per capita energy consumption higher in transport in Germany, but energy intensity higher in Japan's building sector? How can variable renewable energies be integrated in an efficient energy system at lowest costs?
The Council meets twice a year, holds stakeholder dialogues and outreach events, and prepares policy papers on strategic topics of mutual interest. Four comprehensive studies, each in cooperation of a German and a Japanese research institute, have been the basis for 15 joint key recommendations during the 1st phase. The 2nd phase to 2020 will study the role of hydrogen and digitalisation for the energy transition, as well as other topics. The paper presents the findings and recommendations of the GJETC of the first phase 2016-18 as well as first results of the second phase. It also reviews the setup of the GJETC and the way it works, to assess if and how it can serve as a role model of bilateral cooperation on the energy transition.
Ahead of the Conference of Parties (COP) 24 where countries will first take stock of climate action post Paris, this paper assesses India's progress on its nationally determined contribution (NDC) targets and future energy plans. We find that, although India is well on track to meet its NDC pledges, these targets were extremely modest given previous context. Furthermore, there is considerable uncertainty around India's energy policy post 2030 and if current plans for energy futures materialise, the Paris Agreement's 2 degrees goal will be almost certainly unachievable. India's role in international climate politics has shifted from obstructionism to leadership particularly following the announcement of withdrawal by the United States from the Paris Agreement, but analysis reveals that India's "hard" actions on the domestic front are inconsistent with its "soft" actions in the international climate policy arena. Going forward, India is likely to face increasing calls for stronger mitigation action and we suggest that this gap can be bridged by strengthening the links between India's foreign policy ambitions, international climate commitments, and domestic energy realities.
Weltweit trägt die Industrie direkt und indirekt etwa über ihren Bezug von Strom und Wärme rund 30 bis 40 Prozent zu den Treibhausgasemissionen bei. Auch in Deutschland liegt ihr Beitrag in einer ähnlichen Größenordnung1. Dabei sind insbesondere die Grundstoffindustrien (Stahl, Zement, Grundstoffchemie, Glas, Aluminium, Papier und andere) besonders energie- und emissionsintensiv. Gleichzeitig basiert der Energieeinsatz dieser Industrien bisher noch überwiegend auf fossilen Energien (und Müll). Zu den energiebedingten Emissionen kommen prozessbedingte Emissionen hinzu, die sich bei den heute üblichen Verfahren selbst bei Einsatz vollständig "grüner" Energien nicht vermeiden lassen. Grundstoffindustrien stellen Materialien für die Herstellung und Verarbeitung von Produkten zur Verfügung. Sie sind daher kein Selbstzweck, sondern tragen letztlich damit dazu bei, vielfältige Bedürfnisse abzudecken.
Nach jahrzehntelangen, erfolgreichen Reduktionen der CO2-Emissionen in der Industrie, ist der Trend in den letzten Jahren wieder rückläufig geworden: seit 2014 sind die Emissionen wieder angestiegen (UBA 2019). Um die deutschen Klimaziele zu erreichen ist es daher notwendig, die Anstrengungen zu verstärken und intensiver als in der Vergangenheit Innovationen für den Klimaschutz voranzutreiben: Neue Produkte und Geschäftsmodelle sowie neue Herstellungsverfahren zu entwickeln, mit denen sich Treibhausgasemissionen reduzieren lassen.
Um die deutschen Klimaziele für 2030 einzuhalten, werden hierfür gerade auch (inkrementelle) Effizienzsteigerungen nötig sein - diese werden jedoch nicht ausreichend sein. Innovationen müssen auch einen disruptiven Wandel von Strukturen und Geschäftsmodellen erwirken. Disruptive Innovationen und industrielle Konversionsprozesse bergen jedoch hohe Risiken für die etablierte Industrie. Hier stellt sich also die Frage, wie eine auf Klimaschutz ausgerichtete Innovationspolitik gestaltet werden muss, um einerseits die notwendigen CO2-Einsparungen zu ermöglichen und andererseits die Leistungfähigkeit der deutschen Industrie zu befördern?
Vor diesem Hintergrund widmet sich diese Studie zwei zentralen Fragestellungen: Wie laufen Klimaschutz-Innovationsprozesse ab? Wie können Klimaschutz-Innovationen befördert werden?
Basierend auf einer konzeptionellen Klassifizierung von Klimaschutz-Innovationen, wurden eine Reihe von existierenden Klimaschutz-Innovationen, gerade aus der energieintensiven Industrie analysiert. Vier Fallbeispiele aus verschiedenen Sektoren (Aluminiumherstellung und -verarbeitung, Herstellung neuer Kraftstoffe sowie der Verzinkung) und verschiedenen Innovationstypen werden in der Studie ausführlich beschrieben. Dabei zeigt sich, dass sich Unternehmen nicht nur an aktuellen Rahmenbedingungen orientieren, sondern Innovationen - sowohl inkrementeller wie auch radikaler Natur- im Bereich Klimaschutz auch unter der Annahme dynamischer Entwicklungen von sich verstärkenden Klimaschutzrahmenbedingungen vorantreiben. Darüber hinaus waren an allen untersuchten Fällen auch externe Promotoren unterstützend tätig. Daher wurden die möglichen Rollen von Klimaschutz-Promotoren mit unterschiedlichen regionalen und inhaltlichen Schwerpunkten gezielt analysiert.
Im Rahmen des Forschungsprojekts "Wirtschaftsförderung 4.0" leistet die vorliegende Arbeit einen Beitrag zum besseren Verständnis der systematischen Stärkung zivilgesellschaftlicher Nachhaltigkeitsinitiativen. Das Ziel der Analyse besteht darin, Ansatzpunkte möglicher Unterstützungsmaßnahmen aufzuzeigen, die im Zuge kommunaler Wirtschaftsförderung aufgegriffen werden können.
Zur Erarbeitung wurden zunächst mithilfe theoretischer Grundlagen aus der Transition- und Diffusionsforschung zentrale Einflussfaktoren zusammengetragen, die förderlich oder hemmend auf transformative Nachhaltigkeitsinitiativen wirken können. Mit dem Ziel, kontextangepasste Maßnahmen zu entwickeln, wurden die literaturbasierten Faktoren anschließend in einer qualitativen Befragung mit einer Praxisperspektive verglichen und ergänzt: Mittels leitfadengestützter Experteninterviews mit nachhaltigkeitsorientierten Initiativen in der Region Osnabrück wurden kommunale Gegebenheiten sowie die jeweiligen Erfolgsfaktoren, Herausforderungen und Bedarfe der Graswurzelinitiativen erfasst.
Im Ergebnis zeigen sich sieben übergreifende Bedarfsfelder, die vor allem aus der empirischen Erhebung abgeleitet wurden. Aus ihnen wurden Handlungsempfehlungen und Ansatzpunkte kommunaler Unterstützung erarbeitet und diskutiert.
Biofuels and electrification are potential ways to reduce CO2 emissions from the transport sector, although not without limitations or associated problems. This paper describes a life-cycle analysis (LCA) of the Brazilian urban passenger transport system. The LCA considers various scenarios of a wholesale conversion of car and urban bus fleets to 100% electric or biofuel (bioethanol and biodiesel) use by 2050 compared to a business as usual (BAU) scenario. The LCA includes the following phases of vehicles and their life: fuel use and manufacturing (including electricity generation and land-use emissions), vehicle and battery manufacturing and end of life. The results are presented in terms of CO2, nitrous oxides (NOx) and particulate matter (PM) emissions, electricity consumption and the land required to grow the requisite biofuel feedstocks. Biofuels result in similar or higher CO2 and air pollutant emissions than BAU, while electrification resulted in significantly lower emissions of all types. Possible limitations found include the amount of electricity consumed by electric vehicles in the electrification scenarios.
In recent years, most countries in the Middle East and North Africa (MENA), including Jordan, Morocco and Tunisia, have rolled out national policies with the goal of decarbonising their economies. Energy policy goals in these countries have been characterised by expanding the deployment of renewable energy technologies in the electricity mix in the medium term (i.e., until 2030). This tacitly signals a transformation of socio-technical systems by 2030 and beyond. Nevertheless, how these policy objectives actually translate into future scenarios that can also take into account a long-term perspective up to 2050 and correspond to local preferences remains largely understudied. This paper aims to fill this gap by identifying the most widely preferred long-term electricity scenarios for Jordan, Morocco and Tunisia. During a series of two-day workshops (one in each country), the research team, along with local stakeholders, adopted a participatory approach to develop multiple 2050 electricity scenarios, which enabled electricity pathways to be modelled using Renewable Energy Pathway Simulation System GIS (renpassG!S). We subsequently used the Analytical Hierarchy Process (AHP) within a Multi-Criteria Analysis (MCA) to capture local preferences. The empirical findings show that local stakeholders in all three countries preferred electricity scenarios mainly or even exclusively based on renewables. The findings demonstrate a clear preference for renewable energies and show that useful insights can be generated using participatory approaches to energy planning.
Theoretical advances suggest that international governance in general and the Paris Agreement in particular provide a strong signal guiding sociotechnical systems toward decarbonization. We assess this signal and its effects empirically, by examining the struggle of competing narratives as present in the communications of leading US fossil fuel industry associations and companies. The results are then discussed in the context of the national and international climate and energy policy debates in a study period from late 2014 until the announcement of withdrawal from the Paris Agreement in June 2017. We find that the Paris Agreement has institutionalized a narrative paradigm that is surprisingly resilient. While the election of Donald Trump and his climate and energy policy led to a narrative shift in the coal industry, the oil and gas industry remained conspicuously silent in its immediate response and maintained its narrative strategies despite its alignment with the Paris Agreement.
Sulphate aerosols are dominated by SO2 emissions from coal-burning for the Indian electricity sector and they are thought to have a short term but significant, negative impact on South Asian Summer Monsoon rainfall. This reduction in precipitation in turn can lead to reduced economic outputs, primarily through smaller agricultural yields. By bringing together estimates of (a) the impact of sulphate aerosols on precipitation and (b) the observed relationship between monsoon rainfall and GDP, we present a methodology to estimate the possible financial cost of this effect on the Indian economy and on its agricultural sector. Our preliminary estimate is that the derived benefits could be large enough that around 50% of India's SO2 emissions could be economically mitigated at no cost or net benefit, although it should be noted that the large uncertainties in the underlying relationships mean that the overall uncertainty is also large. Comparison of the 1952-1981 and 1982-2011 periods indicates that the Indian economy may now be more resilient to variability of the monsoon rainfall. As such, a case could be made for action to reduce SO2 emissions, particularly in the crucial monsoon period. This would have a significant, positive effect on a crucial and large sector in India's economy and the effects would be visible almost instantly. The recent growth in renewable energy sources in India and the consequent, reduced increase in coal burning means that further financial costs have already been avoided. This impact should be further investigated so that it can be included in cost-benefit analyses of different fuel types in the region. The significant uncertainties associated with these calculations are discussed.
This report provides an overview of the main findings from the different research tasks in the CIRCTER project and delivers selected policy messages with European coverage. The report provides: (Sec. 2) a territorial definition of the circular economy; (Sec. 3) insights into the available statistics on material and waste patterns and flows and their interpretation, alongside new territorial evidence on both aspects; (Sec. 4) a sectoral characterisation of the circular economy at regional level (NUTS-2), including data on turnover and jobs; (Sec. 5) key findings from the CIRCTER case studies; (Sec. 6) a systemic interpretation of the circular economy that works as a knowledge-integration mechanism for the entire report; (Sec. 7 and 8) an analysis of the most relevant circular economy policies and strategies at various territorial levels; (Sec. 8) a subset of policy recommendations focusing in particular on territorial and cohesion policies, and; (Sec. 9) suggestions for further research.
Climate researchers agree that anthropogenic greenhouse gas emissions significantly contribute to climate change, and that radical measures to reduce greenhouse gas emissions and to adapt to the impacts of no longer avoidable climate change are needed. The German Federal Government with its Climate Protection Plan 2050 reinforced its target to reduce Germany's greenhouse gas emissions by 80 to 95 percent compared with 1990. The achievement of these targets requires nothing less than a fundamental transformation of spatial planning.
In the paper a methodology to scientifically assess the likely impacts of possible combinations of policies or strategies to achieve the energy transition, i.e. to reduce the greenhouse gas emissions of urban mobility and transport is proposed and demonstrated, using the Ruhr Area, the largest conurbation in Germany, as an example.
The results of the policies examined so far can be summarised as follows: Push measures as high energy prices, speed limits or reduction of the number of lanes of main roads are more effective in reducing greenhouse gas emissions than pull measures as the promotion of cycling, walking, electric cars or public transport. Between policies or policy packages there can be positive or negative synergies, i.e. the impacts of measures can reinforce or weaken each other. The results show that even with ambitious policies the greenhouse gas emission targets of the national and state governments will not be achieved and that more radical policies are needed.
Der Anteil fluktuierender erneuerbarer Energien im deutschen Strommix steigt. Um die Netzstabilität zu erhalten, Fluktuationen im Dargebot nach Wetterlage und saisonal auszugleichen sind absehbar ab ca. 2030 große Stromspeicherkapazitäten erforderlich. Wasser-Pumpspeicherwerke sind derzeit die einzige langjährig erprobte Technologie, die künftig in Braunkohletagebauen, welche im Zuge der Energiewende aufgegeben werden, errichtet werden könnten. Eine Überschlagsrechnung am Beispiel eines Pumpspeicherwerks in verschiedenen Tagebauen zeigt, dass diese mit bis zu 400 GWh ein signifikantes technisches Speicherpotenzial haben.
Zwischen 2005 und 2016 gab es in Deutschland über 150 Stadtwerke-Neugründungen im Energiebereich. Die insgesamt rund 900 Stadtwerke, die heute im Energiesektor tätig sind, spielen für die Energiewende eine zentrale Rolle. Denn sie stellen weit über die Hälfte der Versorgung an Strom, Gas und Wärme sicher. Zudem haben Stadtwerke aufgrund ihrer kommunalen Verankerung eine besondere Position im Spannungsgefüge von Politik, Wirtschaft und Zivilgesellschaft. Dieser Beitrag zeigt auf, welche Gründe und Motive zu dieser Gründungswelle führten und welche Erfolgsfaktoren für Stadtwerke-Neugründungen ausschlaggebend waren.
The new mechanism defined under Article 6.4 of the Paris Agreement is supposed to allow for international cooperation with regard to climate change mitigation and thereby enable an increase in overall mitigation. Nevertheless, the design of the mechanism under Article 6.4 should also make sure that it is not be in conflict with the long-term goal of net-zero GHG emissions but even better foster national pathways leading to this objective. Building this into the mechanism requires to shift the focus from short- and mid-term considerations to the long-term perspective in one way or another.
This discussion paper explores three different approaches that may help to foster the long-term objective of net-zero GHG emissions in the operationalization of Article 6.4, namely positive and negative lists, additionality with regard to a baseline consistent with both, NDCs and long-term targets, as well as adaptation of existing instruments and criteria from climate finance. The detailed discussion of the ap-proaches shows that the approaches should not be seen as mutually exclusive but rather as comple-mentary to each other. From the analyses, two storylines emerge how to combine aspects of the differ-ent approaches in a reasonable way to foster the long-term objective of net-zero GHG emissions under Article 6.4.
Article 6 of the Paris Agreement establishes mechanisms for Parties to "pursue voluntary cooperation in the implementation of their nationally determined contributions to allow for higher ambition in their mitigation and adaptation actions [...]" (Article 6.1). I. e. the mechanisms are explicitly designed to foster higher ambition. However, without additional guidance and rules, the economic incentives of carbon markets may work against increasing host country ambition. For example, setting ambitious NDC targets may directly reduce the amount of mitigation outcomes that go beyond the NDC target and that a host country can transfer abroad. The report presents four options on how the risks can be ad-dressed and ambition can be increased: (1) Strengthening reporting, transparency and comparability; (2) Reconciling the design of the Article 6.4 mechanism with ambition raising of host countries; (3) Supporting the host country to raise ambition through the Article 6.4 mechanism; (4) Fostering the acquiring country to raise ambition through the Article 6.4 mechanism. These options are assessed and recommendations are provided on how they could be implemented.
On the basis of a literature research, this subtask develops a conceptional framework for a common understanding of CE within the project team and for the following work packages and tasks. After a brief introduction into the objectives and the context of a circular economy, a more elaborated look into the necessity of an explicit understanding of CE, the objectives, the spatial perspective of CE and the specific challenges within the CICERONE context will be done, in order to develop a basis for a common understanding within the project context. Circular economy can and has to be understood as an (eco-)innovation agenda. Therefore, the paper investigates the role policy has to play to support innovation for a CE transition, for creating the framework conditions and why CE has also to be build from the ground up. Finally, the paper looks from two perspectives at emerging trends and business models in a CE to sketch next steps towards the transition in a selection of central sectors. Conclusions are drawn on the basis of the insights gained by the preceding chapters.
Last year's conference of the global climate change regime took place from 2 until 15 December 2018 in Katowice, Poland. The conference had two main objectives: operationalising the Paris Agreement by adopting detailed rules for its implementation, and starting the process of strengthening Parties' climate protection contributions. This article covers the negotiations on these two sets of issues and also includes a discussion of other recent climate activities by Parties and non-Party actors. Success of the negotiations in Katowice was far from assured, but in the end COP24 concluded with the adoption of the "Katowice Climate Package" setting out detailed guidelines on how to implement its various elements. However, the conference fell short on the first objective, none of the major emitting countries was ready to step up its climate ambition. The most important aspect of the Katowice outcome is therefore that it has brought the wrangling about implementation procedures to a close, making way for the true task at hand: the strengthening of national and international activities to protect the climate and the implementation of the existing pledges. Arguably, a key factor that has been slowing down climate policy is the power of entrenched interests. The article therefore concludes with a reflection on how such barriers to climate action may be overcome and what role future COPs may play in this regard.
Phasing out coal in the German energy sector : interdependencies, challenges and potential solutions
(2019)
Relevant aspects of the options and requirements for reducing and phasing out coal-fired power generation have been under debate for several years. This process has produced a range of strategies, analyses and arguments, outlining how coal use in the energy sector could be reduced and phased out in the planned time frame, and determining structural policy measures suitable to support this. This Coal Report studies the existing analyses and provides an overview of the state of debate. It is intended to provide information on facts and contexts, present the advantages and disadvantages of individual courses of action, and reveal the respective scientific backgrounds. It strives to take a scientific and independent approach, and present facts in concise language, making it easy to follow for readers who are not experts in the field, without excessive abridgements or provocative statements.
Eine sich vorrangig auf technologische Innovationen und Entlastungsgewinne stützende Wirtschafts- und Umweltpolitik wird für die dauerhafte Senkung der Ressourcennutzung nicht ausreichen. Es bedarf auch kultureller Veränderungen im Umgang mit Ressourcen und ambitionierter und wegweisender politischer Maßnahmen.
Sustainable Development Goals and the Paris Agreement stand as milestone diplomatic achievements. However, immense discrepancies between political commitments and governmental action remain. Combined national climate commitments fall far short of the Paris Agreement's 1.5/2°C targets. Similar political ambition gaps persist across various areas of sustainable development. Many therefore argue that actions by nonstate actors, such as businesses and investors, cities and regions, and nongovernmental organizations (NGOs), are crucial. These voices have resonated across the United Nations (UN) system, leading to growing recognition, promotion, and mobilization of such actions in ever greater numbers. This article investigates optimistic arguments about nonstate engagement, namely: (a) "the more the better"; (b) "everybody wins"; (c) "everyone does their part"; and (d) "more brings more." However, these optimistic arguments may not be matched in practice due to governance risks. The current emphasis on quantifiable impacts may lead to the under-appreciation of variegated social, economic, and environmental impacts. Claims that everybody stands to benefit may easily be contradicted by outcomes that are not in line with priorities and needs in developing countries. Despite the seeming depoliticization of the role of nonstate actors in implementation, actions may still lead to politically contentious outcomes. Finally, nonstate climate and sustainability actions may not be self-reinforcing but may heavily depend on supporting mechanisms. The article concludes with governance risk-reduction strategies that can be combined to maximize nonstate potential in sustainable and climate-resilient transformations.
This Topic Guide aims to provide answers to the question: "How can transport products, services and works be delivered sustainably?". Public procurement accounts for about 19% of the European Union's GDP and thus is a powerful lever to support the transition of urban mobility. The purchasing power of municipalities and regions can create a critical demand for innovative and green goods, services and business models such as low emission vehicles or shared mobility solutions. Public procurement can increase their competitiveness and availability, and thus trigger the market penetration of innovative products and services. The Guide discusses the general concept of sustainable public procurement, the legislative environment in the EU and leads through the different stages of a procurement process for SUMP (Sustainable Urban Mobility Planning) measures in a stepwise approach. It also discusses different inherent principles of sustainable public procurement in the field of urban mobility such as life cycle costing and how these can be applied. In so doing, it points to relevant further guidance discussing specific issues and concepts.
Mit fortschreitender Energiewende steigt der Anteil erneuerbarer Energien im Strommix. Deren Angebot variiert im Tagesverlauf, nach Wetterlage und saisonal. Um Angebot und Nachfrage zur Deckung zu bringen, benötigt es daher Speicher mit großen Kapazitäten. Von allen technologischen Optionen mit großer Speicherkapazität sind Wasser-Pumpspeicherwerke die einzige, die langjährig erprobt und wirtschaftlich ist. Diese könnten in Braunkohletagebauen, welche im Zuge der Energiewende aufgegeben werden, errichtet werden. Unsere Überschlagsrechnung am Beispiel eines Pumpspeicherwerks in den heutigen Tagebauen Hambach, Garzweiler und Inden zeigt, dass diese mit bis zu 400 GWh ein signifikantes technisches Speicherpotenzial haben. Dies entspricht etwa der kontinuierlichen Maximalleistung eines Kernkraftwerks über zwei Wochen. Im Kontext der Diskussion um den Braunkohleausstieg skizziert das Papier ein netzdienliches Nachnutzungskonzept für Braunkohletagebaue, das zumindest für einen Teil der heute in der Kohleförderung und -Verstromung Beschäftigten mögliche Zukunftsperspektiven bietet.
Mit fortschreitender Energiewende steigt der Anteil erneuerbarer Energien im Strommix. Deren Angebot variiert im Tagesverlauf, nach Wetterlage und saisonal. Um Angebot und Nachfrage zur Deckung zu bringen, benötigt es daher Speicher mit großen Kapazitäten. Von allen technologischen Optionen mit großer Speicherkapazität sind Wasser-Pumpspeicherwerke die einzige, die langjährig erprobt und wirtschaftlich ist. Diese könnten in Braunkohletagebauen, welche im Zuge der Energiewende aufgegeben werden, errichtet werden. Unsere Überschlagsrechnung am Beispiel eines Pumpspeicherwerks in den heutigen Tagebauen Hambach, Garzweiler und Inden zeigt, dass diese mit bis zu 400 GWh ein signifikantes technisches Speicherpotenzial haben. Dies entspricht etwa der kontinuierlichen Maximalleistung eines Kernkraftwerks über zwei Wochen. Im Kontext der Diskussion um den Braunkohleausstieg skizziert das Papier ein netzdienliches Nachnutzungskonzept für Braunkohletagebaue, das zumindest für einen Teil der heute in der Kohleförderung und -Verstromung Beschäftigten mögliche Zukunftsperspektiven bietet.
Das Wuppertal Institut hat das Forschungsformat der Reallabore
konzeptionell und praktisch entscheidend mitgeprägt. Insbesondere in den
letzten fünf Jahren erlebt dieses Format einen ungeahnten Aufschwung.
Vor diesem Hintergrund blickt der vorliegende In Brief auf die Perspektiven für die künftige Forschung in Reallaboren. Drei Forderungen sind dabei von zentraler Bedeutung:
(1) die Besinnung auf die ursprünglichen Kern-Charakteristika der Reallabor-Idee,
(2) der systematische Capacity-Aufbau für Reallabore im Wissenschaftssystem und
(3) die Etablierung von langfristiger angelegten Reallaborstrukturen.
Reflecting trends in the academic landscape of sustainable energy using probabilistic topic modeling
(2019)
Background: Facing planetary boundaries, we need a sustainable energy system providing its life support function for society in the long-term within environmental limits. Since science plays an important role in decision-making, this study examines the thematic landscape of research on sustainable energy, which may contribute to a sustainability transformation. Understanding the structure of the research field allows for critical reflections and the identification of blind spots for advancing this field.
Methods: The study applies a text mining approach on 26533 Scopus-indexed abstracts published from 1990 to 2016 based on a latent Dirichlet allocation topic model. Models with up 1100 topics were created. Based on coherence scores and manual inspection, the model with 300 topics was selected. These statistical methods served for highlighting timely topic trends, differing thematic fields, and emerging communities in the topic network. The study critically reflects the quantitative results from a sustainability perspective.
Results: The study identifies a focus on establishing and optimizing the energy infrastructure towards 100% renewable energies through key modern technology areas: materials science, (biological) process engineering, and (digital) monitoring and control systems. Energy storage, photonic materials, nanomaterials, or biofuels belong to the topics with the strongest trends. The study identifies decreasing trends for general aspects regarding sustainable development and related economic, environmental, and political issues.
Conclusions: The discourse is latently adopting a technology-oriented paradigm focusing on renewable energy generation and is moving away from the multi-faceted concept of sustainability. The field has the potential to contribute to climate change mitigation by optimizing renewable energy systems. However, given the complexity of these systems, horizontal integration of the various valuable vertical research strands is required. Furthermore, the holistic ecological perspective considering the global scale that has originally motivated research on sustainable energy might be re-strengthened, e.g., by an integrated energy and materials perspective. Beyond considering the physical dimensions of energy systems, existing links from the currently technology-oriented discourse to the social sciences might be strengthened. For establishing sustainable energy systems, future research will not only have to target the technical energy infrastructure but put a stronger focus on issues perceivable from a holistic second-order perspective.
The key objective of this deliverable is to gain insights on and assess how CE is being implemented and R&I is being funded at regional level, e.g., via the RIS3 strategy and Structural Funds. As such it sets the scope for the project and provides the background against which programmes and measures can be understood, assessed, developed and recommended in succinct tasks and work packages. The objective of this report is to provide a concise overview of the current R&I priorities, as expressed in running and newly introduced funding and legislative measures with respect to Circular Economy in European countries and regions.
Because prevention is closely linked to complex consumption patterns, even cultural changes, such as increasing environmental awareness, changes in the average size of households or changes in the industrial structure of an economy, are relevant factors for the interpretation of changes in the generation of waste - it is more or less impossible to isolate the effect of specific waste prevention measures in this complex system. This must be considered, in particular, in international comparisons of policies and their potential transferability. The guidelines of the European Commission on waste prevention also point to the particular problem of data availability in the area of prevention: as waste statistics focus mainly on the treatment and fate of wastes, they are often of limited value for prevention of waste because they don't give sufficient information about their origins or reasons for their generation.
Against this background, this report has the following objectives:
Chapter 2 discusses strengths and weaknesses of typical waste-based prevention indicators; Chapter 3 analyses possible indicators that consider an upstream perspective and take into account the ecological rucksacks of products and components that have become waste; Chapter 4 focuses on specific product groups that could be targeted by waste prevention indicators.
In general, the report describes the complexity of measuring waste prevention and outlines pros and cons of possible approaches. The final chapter aims to draw rather pragmatic conclusions on possibly most preferable options for future policy-making.
Digitalization is a transformation process which has already affected many parts of industry and society and is expected to yet increase its transformative speed and impact. In the energy sector, many digital applications have already been implemented. However, a more drastic change is expected during the next decades. Good understanding of which digital applications are possible and what are the associated benefits as well as risks from the different perspectives of the impacted stakeholders is of high importance. On the one hand, it is the basis for a broad societal and political discussion about general targets and guidelines of digitalization. On the other hand, it is an important piece of information for companies in order to develop and sustainably implement digital applications. This article provides a structured overview of potential digital applications in the German energy (electricity) sector, including the associated benefits and the impacted stakeholders on the basis of a literature review. Furthermore, as an outlook, a methodology to holistically analyze digital applications is suggested. The intended purpose of the suggested methodology is to provide a complexity-reduced fact base as input for societal and political discussions and for the development of new digital products, services, or business models. While the methodology is outlined in this article, in a follow-up article the application of the methodology will be presented and the use of the approach reflected.
Each year, approximately one-third of the food produced for human consumption is lost or wasted worldwide. The waste of resources used for this food has significant environmental impacts in terms of land and water use as well as greenhouse gas emissions. Consequently, one of the targets of the UN sustainable development goals is to halve per capita global food waste at the retail and consumer levels and reduce food losses along production and supply chains by 2030. However, sufficient knowledge about the suitability of instruments for food waste prevention is still lacking. The purpose of this paper is therefore threefold: first, it outlines the generation and causes of food losses and waste. Second, it discusses good practices from different countries, such as laws to reduce food waste, voluntary agreements, awareness campaigns and results from behavioural economics. Finally, based on these findings, this paper identifies barriers to as well as requirements for the implementation of effective and efficient instruments.
This paper offers a comparative analysis of small wind electrification programmes targeted at remote sheep farming households in two of the windiest regions of the world, Argentine Patagonia and the Falkland Islands/Islas Malvinas. Despite comparable environmental conditions and local livelihoods, their impact was vastly different. Insights from socio-technical systems and strategic niche management approaches offered a deeper understanding of the local context and development dynamics, facilitating the identification of the critical success factors that contributed to these two distinct outcomes and finally highlighting those that can inform the design of future such initiatives. The research is based upon a series of semi-structured interviews with key stakeholders, observational field visits and review of archival sources. The critical factors identified by this case study research include strong and consistent institutional support, investment in robust equipment creation of effective feedback loops from the field and hybridisation. Additionally, a user centred approach that assesses whether small wind is really the right option for each individual household and if so, matches an appropriate energy system to their unique and evolving needs. Finally, empowering users to take on as much responsibility for maintenance as possible by integrating maintenance practices with local culture and ensuring the support of an effective decentralised maintenance network.
"Politisches Engagement ist wichtiger als privater Konsumverzicht", meint Michael Kopatz. Moralische Appelle machen nur schlechte Stimmung, ändern aber nicht unsere Routine. Wie erfolgreich Protest sein kann, zeigt aktuell die Fridays for Future-Bewegung, die für neue, der Situation angemessene Strukturen kämpft, statt für persönliche Verhaltensänderungen. Kopatz fordert die Politik auf, ihrer Verantwortung gerecht zu werden und intelligente Standards und Limits zu setzen - damit "Öko" zur Routine wird und die erhobenen Zeigefinger verschwinden.
This study focuses on smart grids and integration of renewable energy sources in Japan. It first elaborates on the current status of the Japanese power market, its electricity grid, and the trends taking place which result in the need for smart grids. It proceeds with strategic and legislative framework setting relevant for smart grids and renewables, and with current status of smart grids and renewables. Further, it focuses on relevant stakeholders, new business models, and public acceptance relevant for smart grids and renewables. It then puts the Japanese developments in international context and, where possible, compares it to Germany. Lastly, it derives recommendations and identifies where Japanese and German policymakers, regulators and private sector stakeholders might profit from closer collaboration.
Many countries are increasingly investing in renewable energy technologies to meet growing energy demands and increase the security of their energy supply. This development is also evident in the Middle East and North Africa (MENA) region, where renewable energy targets and policies have evolved rapidly in recent years. There is a steady increase in both the number of planned and implemented solar photovoltaic (PV) but also of solar thermal projects in form of Concentrating Solar Power (CSP) plants. Many of these installations are designed as large utility-scale systems. Despite the fact that these types of large-scale projects can have significant effects on local communities and their livelihoods, the existing research into the social impacts of such large-scale renewable energy infrastructures at local level is limited. However, assessing and managing these impacts is becoming increasingly important to reduce risks to both the affected communities and to the project and businesses activities. In order to provide more robust evidence on the local effects, this research study reviews the social impacts of large-scale renewable energy infrastructure in the MENA region based on a case study of the NOORo I CSP plant in Ouarzazate, Morocco. Data collected during two empirical field studies, in combination with expert interviews and secondary data analysis, provides detailed evidence on the type and significance of livelihood impacts of the NOORo I CSP plant. The analysis results in a consolidated list of 30 impacts and their significance levels for different stakeholder groups including farmers, young people, women, community representatives and owners of small and medium enterprises. The results show that, overall, the infrastructure development was received positively. The review also indicates that factors identified as having effects on the sustainability of local livelihoods are mainly related to information management and benefit distribution, rather than physical or material aspects.
Digitalisation is in full swing and it is changing and influencing the world of the 21st century as no other dynamics of change has done before. Dealing with its impacts and at the same time shaping digitalisation itself is therefore a core task for achieving a globally sustainable transformation (German Advisory Council on Global Change - WGBU, 2019). But which direction should digitalisation take to ensure that it makes e ective contributions to globally sustainable development? And what is the specific approach needed to steer digitalisation in the right direction?
Diese Studie untersucht Notwendigkeiten und Möglichkeiten, Wasserstoff und Strom zu nutzen, um den Verkehrssektor in Deutschland perspektivisch zu dekarbonisieren. Basis der Untersuchung ist das Dekarbonisierungsszenario des Wuppertal Instituts von 2017, welches den Verkehrssektor Deutschlands unter der Maßgabe dekarbonisiert, dass Deutschland einen adäquaten Beitrag dazu leistet, den Klimawandel auf 1,5 °C mittlere Temperaturerhöhung gegenüber dem vorindustriellen Zeitalter zu begrenzen.
Das Dekarbonisierungsszenario nimmt eine ambitionierte Verkehrswende an, um dieses Politikziel zu erreichen. Es zeichnet sich durch eine besonders effiziente Mobilität aus, indem es umfangreiche Vermeidungs- und Verlagerungsmaßnahmen vorsieht und dadurch der Energieverbrauch besonders gering bleiben kann. Dennoch werden selbst in diesem Klimaschutzszenario signifikante Mengen erneuerbaren Stroms für den Verkehrssektor benötigt.
Es findet eine möglichst "direkte Elektrifizierung" statt, also ein Strombezug von batterie-elektrischen Pkw aus dem Netz, sowie über Oberleitungen für die Schiene und für große Lkw auf Bundesautobahnen. Es ist aber auch eine "indirekte Elektrifizierung" nötig, indem aus erneuerbarem Strom unter der Hinnahme von Wirkungsgradverlusten Wasserstoff (H2) und als Folgeprodukt auch synthetische Kraftstoffe hergestellt werden. Diese strombasierten Produkte werden im Dekarbonisierungsszenario für große Pkw und Lkw verwendet.
Die vorliegende Studie berechnet zusätzlich den H2- bzw. PtX-Bedarf des internationalen Flug- und Seeverkehrs. Sie bestimmt außerdem das Lastprofil für eine ungesteuerte Ladung von Elektro-Pkw im Zieljahr. Die Berechnungen verdeutlichen, dass die Dekarbonisierung des Verkehrssektors in Zukunft sehr viel stärker mit dem Stromsystem wechselwirkt. Für Klimaschutz im Verkehr bedarf es neben einer drastischen Energieverbrauchssenkung und einem beschleunigten Ausbau erneuerbarer Energien auch die Infrastruktur für Strom und strombasierte Produkte.