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Agriculture is a major sector responsible for greenhouse gas emissions. Local food production can contribute to reducing transport-related emissions. Since most of the worldwide population lives in cities, locally producing food implies practicing agriculture in urban and peri-urban areas. Exemplary, we analyze the potential to produce fresh vegetables within Berlin, Germany. We investigate the spatial extent of five different urban spaces for soil-based agriculture or gardening, i.e., non-built residential areas, allotment gardens, rooftops, supermarket parking lots, and cemeteries. We also quantify inputs required for such food production in terms of water, human resources, and investment. Our findings highlight that up to 82% of Berlin’s vegetable demand could be produced within the city, based on a reasonable validation of existing areas. Meeting this potential requires 42 km2 of urban spaces for cultivation, a considerable amount of irrigation water, around 17 thousand gardeners, and over 750 million EUR of initial investments. The final vegetable cost would be around 2 EUR to 10 EUR per kg without any profit margin. We conclude that it is realistic to produce a significant amount of Berlin's vegetable demand within the city, even if it comes with great challenges.
In diesem Bericht wird das Wohngebäudemodell der Abteilung Kreislaufwirtschaft des Wuppertal Instituts präsentiert. Der Bericht zielt darauf ab, die Materialströme, die durch Abriss, Neubau, Sanierung und Austausch im Wohngebäudesektor des Bundeslandes Nordrhein-Westfalen während des Zeitraums von 2022 bis 2060 verursacht werden, abzuschätzen. Das Modell verknüpft dabei Angaben zu tatsächlichen Wohngebäudezahlen, entnommen aus den Daten des Statistischen Bundesamts und der Zensuserhebung 2011, mit typischen Baumaterialien je Gebäudetyp und Baujahr. Die Gebäudetypologie basiert dabei auf Arbeiten des Instituts für Wohnen und Umwelt. Bis zum Jahr 2060 können so über Festlegung von Abriss-, Neubau- und Sanierungsraten sowie Austausch einzelner Bauteile mögliche Materialströme des Landes NRW im Wohnbausektor modelliert werden.
Fortschreitende Digitalisierung und zunehmende Internationalisierung von Märkten bergen Herausforderungen für Unternehmen mit traditionell geprägten Arbeits- und Fertigungsstrukturen. Um den steigenden Anforderungen gerecht zu werden, sollten in diesen Unternehmen die digitale Arbeitsfähigkeit und Kompetenzen für Agilität ausgebaut werden. Dieser Beitrag beschreibt die Konzeption einer digitalen Plattform zur Steigerung derartiger Kompetenzen in kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU). Die digitale Kompetenzplattform soll insbesondere produzierenden KMU strukturschwacher Regionen helfen, ihre Agilität zu steigern und so zur Innovations- und Zukunftsfähigkeit des Unternehmens beitragen.
Akzeptanz von industriellem CCS in Nordrhein-Westfalen : Empfehlungen für Politik und Industrie
(2023)
Für die Landesregierung Nordrhein-Westfalen (NRW) ist die industriell genutzte Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (engl. industrial carbon capture and storage, kurz iCCS) ein zentraler Baustein für den Übergang zu einer klimaneutralen Industrie bis 2045. Dafür braucht es aber eine breite gesellschaftliche Akzeptanz - zumal Pläne zur CO2-Abscheidung bei Kohlekraftwerken vor über zehn Jahren schon einmal an mangelnder gesellschaftlicher Akzeptanz gescheitert sind. In diesem In Brief haben die Autor*innen die Ergebnisse von zwei durchgeführten Akzeptanzstudien zu iCCS in NRW zusammengefasst und diskutieren, welche Handlungsempfehlungen sich daraus ergeben.
Power-law city-size distributions are a statistical regularity researched in many countries and urban systems. In this history of science treatise we reconsider Felix Auerbach’s paper published in 1913. We reviewed his analysis and found (i) that a constant absolute concentration, as introduced by him, is equivalent to a power-law distribution with exponent ≈1, (ii) that Auerbach describes this equivalence, and (iii) that Auerbach also pioneered the empirical analysis of city-size distributions across countries, regions, and time periods. We further investigate his legacy as reflected in citations and find that important follow-up work, e.g. by Lotka (Elements of physical biology. Williams & Wilkins Company, Baltimore, 1925) and Zipf (Human behavior and the principle of least effort: an introduction to human ecology, Martino Publishing, Manfield Centre, CT (2012), 1949), does give proper reference to his discovery - but others do not. For example, only approximately 20% of city-related works citing Zipf (1949) also cite Auerbach (Petermanns Geogr Mitteilungen 59(74):74–76, 1913). To our best knowledge, Lotka (1925) was the first to describe the power-law rank-size rule as it is analyzed today. Saibante (Metron Rivista Internazionale di Statistica 7(2):53–99, 1928), building on Auerbach and Lotka, investigated the power-law rank-size rule across countries, regions, and time periods. Zipf's achievement was to embed these findings in his monumental 1949 book. We suggest that the use of “Auerbach–Lotka–Zipf law” (or "ALZ-law") is more appropriate than "Zipf's law for cities", which also avoids confusion with Zipf’s law for word frequency. We end the treatise with biographical notes on Auerbach.
Junge Menschen sehen sich durch die Klimakrise einer Einschränkung ihrer Entfaltungs- und Lebensmöglichkeiten gegenübergestellt. So überrascht es nicht, dass gerade die junge Generation sich aktiv für mehr Klimaschutz einsetzt - doch sind es wirklich alle Jugendlichen, die auf die Straße gehen? Die vorliegende explorative Studie zeigt auf, wie sowohl die Wahrnehmung der Klimakrise, die Handlungsmuster und auch die Verantwortungsattribution - individuell, innergenerational und politisch - milieuspezifisch verhandelt werden. Informiert durch das Projekt Schools4Future wurden vier Leitfadeninterviews mit Schüler*innen zur Wahrnehmung und Deutung der Klimakrise geführt. Im dreischrittigen Kodierprozess der Grounded Theory konnten Muster der Betroffenheit, der Verantwortungsattribution und der Handlungsstrategien von vier jugendlichen Klimaaktivist*innen aus akademischen und prekären Herkunftsmilieus rekonstruiert werden.
Die Bereitstellung industrieller Prozesswärme ist eine zentrale Herausforderung für ein zukünftiges klimaneutrales Energiesystem. In diesem Artikel wird die Vielfalt an etablierten und neuen Energieträgern und Technologien zur treibhausgasarmen bzw. -neutralen Bereitstellung von Prozesswärme vorgestellt. Zudem werden ihre wichtigsten Stärken und Schwächen skizziert, um daraus geeignete Anwendungsfelder und eine Priorisierung ihres Einsatzes zu identifizieren.
Nigeria is Africa's top cement producer and could be on course to be one of the top producers globally. The goal of this study is to identify and critically examine the pathways available to Nigeria to meet its decarbonisation goals in the cement sector. Based on a literature review, the study assesses demand drivers and decarbonisation potentials for the sector. It then presents two different quantitative pathways for growth in production of cement by 2050, and three different pathways for decarbonisation of the sector. Using published data and a scenario analysis tool, the study calculates how the sector's emissions might evolve under each of these pathways. The results indicate that, in the most ambitious scenario, emissions from the sector can plateau by the late 2030s, resulting in an overall increase of 21% by 2050 (compared to 2015 levels). Achieving this scenario is necessary in order to put the sector on a path to net zero emissions beyond 2050. The scenario is driven by reductions in both energy-related and process emissions, as well as a small share of carbon capture and storage and demand management. A moderately ambitious scenario that relies mostly on savings on energy-related emissions results in an 84% increase in emissions by 2050. Finally, the Business-as-Usual scenario results in an almost tripling of emissions by 2050. The results indicate a strong potential for policies to drive improvements in energy efficiency and clinker-to-cement ratio. Critical areas of uncertainty within the assumptions include the production rates (including the evolution of the export market) and the fuel mix.
Do ngân sách các-bon còn lại trên toàn thế giới đang giảm nhanh chóng, các quốc gia trên toàn cầu đang tìm kiếm các giải pháp để hạn chế phát thải khí nhà kính. Ngành công nghiệp sản xuất và sử dụng than là một trong những ngành phát thải nhiều các-bon nhất, do vậy, các khu vực khai thác than sẽ bị ảnh hưởng đặc biệt bởi quá trình chuyển đổi sang hệ thống năng lượng và kinh tế trung hòa với khí hậu. Tại các khu vực thực hiện chuyển đổi, những thách thức không chỉ tồn tại trong lĩnh vực sản xuất năng lượng, bảo vệ môi trường, mà còn ở các lĩnh vực kinh tế và xã hội - thường được biết đến với khái niệm "Chuyển đổi Công bằng". Các cấp ra quyết định ở các khu vực khai thác than rất cần có các công cụ hỗ trợ giúp họ xác định các giải pháp chuyển đổi, vừa giúp đa dạng hóa nền kinh tế, vừa hỗ trợ người lao động và cộng đồng địa phương. Viện Wuppertal mong muốn hỗ trợ nâng cao năng lực cho các khu vực khai thác than trên toàn thế giới thông qua Bộ công cụ Chuyển dịch Công bằng – một tài liệu tổng quát, minh họa những thách thức và cơ hội của quá trình chuyển đổi bền vững. Bộ Công cụ này bao gồm kiến thức về xây dựng chiến lược, đưa ra các khuyến nghị về quản trị quá trình chuyển đổi, thúc đẩy việc làm bền vững, nêu bật các lựa chọn công nghệ và đề cập tới vấn đề phục hồi môi trường, tái sử dụng các cơ sở hạ tầng sản xuất than. Bộ Công cụ này được xây dựng dựa trên các nghiên cứu của Viện Wuppertal trong khuôn khổ “Sáng kiến của Liên Minh Châu Âu về chuyển dịch tại các khu vực khai thác than” và các kinh nghiệm thực tế của một số khu vực khai thác than trên toàn thế giới.
Rising energy costs have led to increased discussion about the social impact of the energy transition in Germany in recent years. In 2021, a gradually increasing CO2 tax was introduced. This paper analyzes the question of whether a CO2 tax can be socially just. Using data analysis and desk research, correlations between income and energy consumption in Germany are shown. In a short analysis, it is investigated which additional burdens different types of private households have to expect in the coming years due to the introduction of CO2 pricing on energy. In particular, the introduction of a per capita flat rate fed by CO2 tax revenues could be a suitable way to reduce the burden on low-income households.
Case study on the German discourse of industry decarbonisation : a discourse network analysis
(2023)
The adoption of the Paris Agreement in 2015 and the passing of the Climate Action Law in Germany in 2019 established the legal need for the basic material industry in Germany to decarbonise. For the industry sector, the target is sets at a 49-51% GHG reduction by 2030 compared to 1990. Even though the sector specific targets are likely to become obsolete, a Hydrogen Strategy, Industry Strategy and Climate Protection Contracts are currently being developed or elaborated on. These are to further ensure and enable the basic material industry in Germany to decarbonise. These developments are emphasising the relevance of studying the industry decarbonisation at the time of conducting this research.
As the institutionalisation of the industry decarbonisation is influenced by discourse, the analysis of the discourse is an important tool for studying the power effects produced by and built into the discourse. This is the first research aiming to provide a structured analysis of the discourse on industry decarbonisation in Germany. Drawing on discourse analysis and the Multilevel-Perspectives framework, this research investigated the power and dominance of storylines to influence the discourse of the industry transformation towards decarbonisation. In this research insights were obtained into the storylines used in this discourse, the actors who are part of this discourse, the frequency of storylines used and the percentage of actors making use of these storylines. Additionally, insights were generated into the discursive network and potential coalitions.
This research made use of the Discourse Network Analysis software in combination with Visone and Excel for data collection, analysis, and visualisation. Based on 117 documents of various categories from the years 2012 to 2023, the discourse on German industry decarbonisation is discovered to be dominated by storylines of mainly technological or economic nature. The general sentiment discovered by the different actors is positive with the storylines focusing on establishing the conditions for the industry to decarbonise and no resistance being communicated. The discourse is furthermore dominated by most storylines. 18 out of 27 storylines are being used by more than 56% of all actors. The high overlap in storyline indicates discursive homogeneity. The homogeneity is further indicated through the lack of emerging discourse coalitions and the therewith connected lack of struggles for discursive dominance. One coalition can be defined with some actors being deeper involved and some being less involved in the discourse.
As decisions on the transition path for Germany's industry to decarbonise are still to be taken the lack of discursive struggles has come to my surprise. In the discussion I reflect on how the positive sentiment, the discursive homogeneity and the great number of dominant storylines may come about.
As investors and financial intermediaries, private banks are increasingly confronted with climate change concerns. But to what extent do banks identify as the changemakers driving climate alignment forward? To advance this question, this paper analyzes the South African banking sector with a specific focus on Standard Bank and Nedbank as exemplary case studies. Relying on the concept of "climate mainstreaming", we critically assess the banks' annual reports and compare their self-portrayal with publicly available sources on the bank's business practices, chiefly provided by non-governmental organizations and media. We find that Nedbank pushes a holistic narrative of climate change as an inevitable business opportunity. Standard Bank, in turn, relies on a "narrative of balance" between climate change and other profit-oriented investments to safeguard its stakes in the fossil industry. In so doing, this paper sheds light on greenwashing practices within disclosure specifically and the lack of binding corporate regulation more generally.
There is a growing body of scientific evidence supporting sufficiency as an inevitable strategy for mitigating climate change. Despite this, sufficiency plays a minor role in existing climate and energy policies. Following previous work on the National Energy and Climate Plans of EU countries, we conduct a similar content analysis of the recommendations made by citizen assemblies on climate change mitigation in ten European countries and the EU, and compare the results of these studies. Citizen assemblies are representative mini-publics and enjoy a high level of legitimacy.
We identify a total of 860 mitigation policy recommendations in the citizen assemblies' documents, of which 332 (39 %) include sufficiency. Most of the sufficiency policies relate to the mobility sector, the least relate to the buildings sector. Regulatory instruments are the most often proposed means for achieving sufficiency, followed by fiscal and economic instruments. The average approval rate of sufficiency policies is high (93 %), with the highest rates for regulatory policies.
Compared to National Energy and Climate Plans, the citizen assembly recommendations include a significantly higher share of sufficiency policies (factor three to six) with a stronger focus on regulatory policies. Consequently, the recommendations can be interpreted as a call for a sufficiency turn and a regulatory turn in climate mitigation politics. These results suggest that the observed lack of sufficiency in climate policy making is not due to a lack of legitimacy, but rather reflects a reluctance to implement sufficiency policies, the constitution of the policy making process and competing interests.
Die Herstellung petrochemischer Grundstoffe ist sowohl energetisch als auch stofflich in Deutschland für rund 20 % der Nachfrage nach Mineralölprodukten verantwortlich. Das Gros fließt in die Produktion von Olefinen und Aromaten, welche als sogenannte Plattformchemikalien wiederum die Ausgangsbasis für die Herstellung von Polymeren und Kunststoffen darstellen. Letztgenannte sind von größter Relevanz für die Branche: Von den knapp 60 Milliarden Euro Umsatz, welche die deutsche petrochemische Industrie im Jahr 2021 generierte, entfiel gut die Hälfte auf das Marktsegment der Polymere. Daraus resultieren jedoch über die gesamte Wertschöpfungskette CO2-Emissionen von rund 50 Millionen Tonnen jährlich.
Eine Transformation der heutigen auf fossilen Rohstoffen basierenden petrochemischen Industrie hin zu einem auf erneuerbaren Rohstoffen basierenden zirkulären System kann somit einen bedeutenden Beitrag zu einer primärenergetisch effizienten und klimaneutralen Wirtschaftsweise leisten. Das vom Wuppertal Institut geleitete Forschungsprojekt GreenFeed exploriert gemeinsam mit den Verbundpartnern Karlsruher Institut für Technologie und Deutsches Biomasseforschungszentrum mögliche Pfade hin zu einem solchen System.
Vor diesem Hintergrund wird im vorliegenden Papier zunächst das heutige System der ökonomischen und stofflichen Synergiebeziehungen zwischen den Raffinerien und der chemischen Industrie analysiert. Im geografischen Fokus stehen dabei Deutschland und der ARRRA-Raum als bedeutendste Chemie-Region innerhalb Europas sowie inhaltlich der sehr relevante Teilbereich der Polymer-Produktion. Die Kerninhalte des Papiers sind:
1) Charakterisierung des petrochemischen Metabolismus in Deutschland, einschließlich Produktions-, Energie-, Feedstock- und Kohlenstoffbilanz sowie Infrastruktur- und Transport-Verflechtungen innerhalb dieses Systems und
2) regionale Vertiefungen in Form von insgesamt acht Steckbriefen über alle petrochemischen Kunststoff-Regionen in Deutschland sowie des Antwerpener und Rotterdamer Clusters.
Die Analyse erläutert die Funktionsweise des globalen Kohlenstoffmarkts und wie dieser von Unternehmen zur CO2-Kompensation bei der Erfüllung ihrer freiwilligen Klimaschutzziele genutzt wird. Vor dem Hintergrund der veränderten Rahmenbedingungen des Übereinkommens von Paris stellen die Autoren dar, mit welchen Herausforderungen der Kohlenstoffmarkt konfrontiert ist und wie diese durch Nutzung einer Alternative zur CO2-Kompensation überwunden werden können.
Deutschlands zirkuläre Zukunft : wie Missionen die Transformation zur Circular Economy beschleunigen
(2023)
Die Akzeptanz von grünem Wasserstoff in Nordrhein-Westfalen : Status quo und Handlungsempfehlungen
(2023)
Nordrhein-Westfalen (NRW) ist Heimat energieintensiver Industrien wie der Stahl- und Chemieindustrie. Künftig wird grüner Wasserstoff notwendig sein, damit die Industrie in NRW Klimaneutralität erreichen kann. Die Herausforderungen hierbei sind jedoch vielfältig - auch wenn die Akzeptanz für grünen Wasserstoff sowohl in der Gesellschaft als auch bei unmittelbar beteiligten Akteursgruppen hoch ist. Die Autor*innen fassen in diesem In Brief die Ergebnisse von zwei durchgeführten Akzeptanzstudien zu grünem Wasserstoff in NRW zusammen und diskutieren, welche Handlungsempfehlungen sich daraus ergeben.
Die Bundesregierung verfolgt das ambitionierte Ziel einer Beschleunigung des Ausbaus der erneuerbaren Energien auf 80 % bis 2030 bzw. einer nahezu vollständig erneuerbaren Stromversorgung 2035. Im Zuge der avisierten Elektrifizierung anderer Sektoren wie Wärme und Mobilität im Rahmen der Sektorenkopplung nimmt die Bedeutung des Stromsektors weiter zu. Angesichts der aktuellen geopolitischen Umwälzungen und den sich abzeichnenden Knappheiten für fossiles Gas wird in einer Kurzstudie evaluiert, welchen Platz Biogas in einem langfristig zukunftsfähigen Energiesystem einnehmen kann.
Das derzeitige, auf privaten Pkw basierende Mobilitätssystem ist nicht nachhaltig: Es trägt zum Klimawandel bei, ist sozioökonomisch ungerecht, benachteiligt Frauen und Personen, die sich um den Haushalt kümmern, gefährdet die Gesundheit und verstellt den städtischen Raum. Mobilitätsdaten bieten völlig neue Möglichkeiten, um diese Probleme durch eine bessere Planung, Organisation und Umsetzung von Mobilität und Verkehr zu überwinden. Dieses Strategiepapier schlägt zwei Möglichkeiten vor, um Mobilitätsdaten für ökologische Nachhaltigkeit und gerechten Zugang zum Verkehr in Deutschland zu nutzen.
Biodiversity is under threat all over the planet. Implementing sustainable out-of-home catering (OHC) is a key way to reduce the environmental impact of the agri-food sector. Thus far, there have been no studies that show the impact of food on biodiversity at the menu level in Germany. This means that neither commercial kitchens nor their patrons can record the biodiversity impact of the menus or dishes served there. This article describes the development of an assessment framework and some initial findings. The framework was developed on the basis of a systematic literature review and expert interviews. Taking this as a starting point, an indicator-based approach was developed with a focus on land use. The approach was then validated by assessing recipes used at OHC facilities. The results show that using the BiTe Biodiversity Index (BBI) that was developed, it is possible to assess the biodiversity impacts of meals and optimize them at the level of the dish. The article outlines the possible areas for improvement. Overall, it is clear that this approach can already be used in the OHC context today.
Eine zentrale Anforderung für die zukünftige Industrieproduktion ist die Klimaneutralität. Dekarbonisierte Prozesse beruhen häufig auf der direkten oder indirekten (z.B. mittels H2) Elektrifizierung. Dabei stellen sich Fragen nach der energetischen Effizienz dieser Prozesse, nach ihren Potenzialen für einen flexiblen Betrieb sowie nach der Erfüllung kreislaufwirtschaftlicher Anforderungen wie Materialeffizienz und Schließung von Stoffkreisläufen. Der Artikel betrachtet die disruptiv dekarbonisierte Erzeugung von primärem Roheisen und bewertet drei Produktionstechniken dazu.
Since the introduction of Germany's first Thermal Insulation Ordinance in the 1970s in response to the oil crisis, requirements for the energy performance of buildings have consistently increased.
Today, these are ruled by the German Building Energy Act, which is currently being amended. Despite this continuous tightening of regulations, the energy consumption in German housing has hardly decreased. The continuous increase in residential space per person is a significant reason for this.
Studies show that people can tolerate elevated temperatures in the presence of appreciable air movement (e.g., from using ceiling fans). This minimises the use of air-conditioners and extends their set-point temperature (Tset), resulting in energy savings in space cooling. However, there is little empirical evidence on the energy savings from using ceiling fans with Room Air-Conditioners (RACs). To address this gap, we analysed the energy performance of RACs with both fixed-speed compressors and inverter technology at different set-point temperatures and ceiling fan speed settings in 15 residential Mixed-Mode Buildings (MMBs) in India. Thermal comfort conditions (as predicted by the Indian Model for Adaptive Comfort-Residential (IMAC-R)) with minimum energy consumption were maintained at a set-point temperature (𝑇set) of 28 and 30 C and a fan speed setting of one. Compared with a Tset of 24 °C, a 𝑇set of 28 and 30 °C resulted in energy savings of 44 and 67%, respectively. With the use of RACs, a configuration with a minimum fan speed was satisfactory for an optimal use of energy and for maintaining the conditions of thermal comfort. In addition, RACs with inverter technology used 34-68% less energy than fixed-speed compressors. With the rising use of RACs, particularly in tropical regions, the study's outcomes offer a significant potential for reducing space-cooling energy consumption and the resultant greenhouse gas (GHG) emissions.
Most air-conditioned buildings in India operate as Mixed-Mode Buildings (MMBs), either fully air-conditioned or with natural ventilation depending on the weather. Energy consumption for space cooling is a vital end-use service in buildings. Air-conditioning is expected to increase significantly due to high growth estimates in building construction, sales of Room Air-Conditioners (RACs), and real income growth. Therefore, this thesis examines the most influential design and control parameters that influence the potential of MMBs in India in relation to their thermal and energy performance. The primary features of MMBs analysed in the research project are as follows: shutting windows at night makes night ventilation redundant; natural ventilation through ceiling fans and windows is utilised to maintain optimal thermal conditions in naturally-ventilated mode and RACs are employed in air-conditioned mode. This thesis poses three research questions and aims to answer them. Firstly, what are the research gaps in assessing thermal and energy performance in mixed-mode buildings in India? Secondly, what is their potential concerning key operating conditions, and which parameters affect this potential? Lastly, how can these influential parameters be optimised? To answer these questions, three research methods were employed: 1) literature review; 2) large-scale simulation of building energy performance combined with uncertainty and sensitivity analysis; and 3) field studies of user behaviour with regards to RACs and the impact of ceiling fans and RACs on indoor conditions and energy consumption. The study identifies the cooling set point temperature as the most influential control parameter. In general, input parameters related to building design, shape and geometry were considered more important than those related to construction parameters. Furthermore, the study highlights that a set point temperature of 28 or 30°C is sufficient to maintain indoor comfort according to the Indian Model for Adaptive Comfort (IMAC) for residential buildings. If a specific airflow is required, it would use the least energy to run the ceiling fan at a low speed, usually set at 1.
In view of the accelerating climate crisis, the Russian invasion of Ukraine highlighted the dependency of fossil fuels on the part of Germany and the European Union (EU). With the priority aim to reduce the import dependency from the Russian Federation while providing energy security and staying on track with climate mitigation efforts, the Federal Government was presented with major challenges. Prior to the war, an approximate 34% of the mineral oil, 53.6% of the natural gas, and 50% of hard coal supplies to Germany originated from Russian sources. As of 2023, however, Germany is independent from Russian energy imports. This paper examines implications of the global energy crisis induced by the invasion on the energy sector in Germany. As a basis for achieving this analysis, a short overview of the energy situation in the country before the war and a demonstration of the provisional conditions is presented. This is followed by an analysis of the main consequences of the war and medium and long-term strategies to reach Germany's climate goals while maintaining energy security. Lastly, foreseeable consequences regarding the European and German climate goals are discussed.
Environmental justice
(2023)
Exnovation und Verkehrswende : vom Automobilitätsregime zu einer nachhaltigen urbanen Mobilität
(2023)
Der Verkehrssektor ist das Sorgenkind beim Klimaschutz. Um die Klimaschutzziele zu erreichen, sind ein rascher und tiefgreifender Wandel beim Verkehr und insgesamt weniger Autoverkehr nötig. In der Verkehrspolitik werden dazu meist innovationsorientierte Strategien verfolgt. Solange das Auto aber seinen privilegierten Status als bevorzugtes Verkehrsmittel behält, wird eine Verlagerung auf innovative und nachhaltige Alternativen verhindert.
Alina Wetzchewald untersucht hier, ob und wie "Exnovation" - also die Beendigung nichtnachhaltiger Praktiken - eine urbane Verkehrswende befördern kann, sodass sich nachhaltige Innovationen und Alternativen in der Folge besser etablieren können. Die Autorin begründet die Notwendigkeit von Exnovation, erarbeitet theoriebasiert Erklärungsansätze und untersucht Exnovation am Fall der Stadt Oslo. Im Ergebnis kann sie konkrete Empfehlungen zur aktiven Gestaltung der urbanen Verkehrswende durch Exnovation ableiten.
Der Klimawandel wird zunehmend eine der größten Gesundheitsbedrohungen des 21. Jahrhunderts. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) erwartet, dass durch die Folgen des Klimawandels zwischen den Jahren 2030 und 2050 rund 250.000 zusätzliche Todesfälle pro Jahr durch Mangelernährung, Malaria, Durchfallerkrankungen und Hitzestress verursacht werden. Allein für die direkten Gesundheitsschäden - also ohne beispielsweise indirekte Schäden, die in Sektoren wie der Landwirtschaft entstehen - werden bis 2030 Zusatzkosten von jährlich zwei bis vier Milliarden US-Dollar erwartet. Besonders betroffen sind Menschen in Gegenden mit einer schlechten Gesundheitsversorgung und Infrastruktur. Aber auch Deutschland ist von den Folgen des Klimawandels betroffen – heute und künftig.
Aktuell liegt in der Forschung noch ein Fokus darauf, zu untersuchen, in welcher Art und Weise die Menschen dem Klimawandel ausgesetzt sind (Expositionswege) und wie sich diese Gesundheitseffekte messen lassen (etwa der Unterschied der Gesundheitsauswirkungen einer globalen Durchschnittserwärmung von 1,5 oder 2 Grad Celsius). Auch wird das klimawandelbedingte Gesundheitsrisiko verschiedener Bevölkerungsgruppen von zahlreichen nationalen und internationalen Akteuren erforscht. Einer der Forschungsschwerpunkte bildet dabei die Untersuchung unterschiedlicher Anfälligkeiten für klimabedingte Gesundheitsrisiken verschiedener Gruppen (bspw. ältere Menschen, Vorerkrankte, Einkommensschwache, Kinder). Andere Studien widmen sich dem Risiko, dem Menschen in ausgewählten geografischen Regionen (etwa Brasilien) oder Angehörige bestimmter Völker (bspw. Gesellschaften in der Arktis) ausgesetzt sind. Ein noch junges Forschungsfeld umfasst Untersuchungen zur Klimaangst (climate anxiety).
Gemeinsam mit der gesetzlichen Krankenkasse BARMER hat das Wuppertal Institut sich zum Ziel gesetzt, innerhalb des Projekts "BARMER Explorationsstudie Klimawandel und Gesundheit" den aktuellen Forschungsstand zu den Auswirkungen des Klimawandels auf die Gesundheit aufzubereiten. Die Aufarbeitung erfolgt über vier Arbeitspakete (Module) hinweg. Der vorliegende Projektbericht fasst die zentralen Projektergebnisse zusammen.
LinkLab is a newly established working group under the umbrella of German Committee Future Earth (DKN Future Earth). It opens up a space to discuss relevant connections and interfaces between real-world lab research and various scientific disciplines, exploring fruitful connections and pathways for mutual learning for future sustainability-oriented research.
In Deutschland werden jährlich über sieben Millionen gebrauchte Matratzen entsorgt, die überwiegend verbrannt und nur zu einem Bruchteil recycelt werden. Dieser lineare Ansatz belastet die Ressourcen, erhöht die Emissionen und birgt Umweltrisiken. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, kann die erweiterte Herstellerverantwortung (Extended Producer Responsibility, EPR) als Instrument zur Umsetzung einer Kreislaufwirtschaft dienen. In dieser Masterarbeit wird daher untersucht, wie ein EPR-System für Matratzen in Deutschland gestaltet sein sollte, um Kreisläufe effizient zu schließen. Gleichzeitig zielt diese Thesis darauf ab, die damit verbundenen Anforderungen und Herausforderungen bei der Umsetzung eines solchen Systems zu identifizieren.
Zur Beantwortung der Forschungsfragen wurden mithilfe von Expert*innen-Interviews und einer umfassenden Literaturrecherche drei EPR-Modelle entwickelt und anhand von ausgewählten Kriterien bewertet. Die Ergebnisse der Bewertung ergaben, dass ein Modell präferiert werden sollte, in dem eine sogenannte Producer Responsibility Organisation (PRO) gebündelt die Verantwortung der Hersteller übernimmt. Ein solches System würde unter anderem eine angemessene Kontrolle ermöglichen und Anreize für Forschung und Entwicklung im Bereich der Recyclingtechnologien und des zirkulären Designs der Matratzen schaffen. Obwohl die Datenlage über Altmatratzen und deren Verwertung in Deutschland derzeit noch begrenzt sind und die hier präsentierten Ergebnisse von der gewählten Methodik abhängen, dient diese Masterarbeit als erste Grundlage für die weitere Entwicklung eines EPR-Systems für Matratzen in Deutschland.
Familie und Generationen
(2023)
The EU Horizon 2020 project HiEff-BioPower (grant agreement No 727330, duration: 10/2016 - 09/2021) aimed at the development of a new, innovative, fuel flexible and highly efficient biomass CHP technology for a capacity range of 1 to 10 MW total energy output, suitable e.g. for on-site generation at larger residential apartment buildings or local heat grids. The new technology shall define a new milestone in terms of CHP efficiency and contribute to a sustainable energy supply based on renewable energies using otherwise unused residual biomass. It consists of a fuel-flexible updraft gasification technology with ultra-low particulate matter emissions, an integrated gas cleaning system and a solid oxide fuel cell (SOFC). The technology shall be applicable for a wide fuel spectrum for residual biomass (wood pellets, wood chips or selected agricultural fuels like agro-pellets) and achieve high gross electric (40%) and overall (90%) efficiencies as well as almost zero gaseous and particulate matter (PM) emissions (close or below the level of detection) as non-energy benefits. At the end of the project, final technology data has become available, as well as techno-economic analyses and market studies. Based on this data, this paper presents final results from the environmental impact assessment of the new HiEff-BioPower technology.
Mit verschiedenen Wohnbauoffensiven versuchen viele Kommunen dem vorherrschenden Wohnraummangel entgegenzuwirken. Der Neubau von Häusern nimmt viel Fläche in Anspruch und verbraucht viele Ressourcen. Dabei lässt sich ein Großteil des Wohnraumbedarfs durch bestehende Wohngebäude decken, wenn sich Menschen an biografischen Wendepunkten, wie etwa Auszug der Kinder, für kleinere Wohnflächen und alternative Wohnkonzepte entscheiden würden.
Das Projekt OptiWohn ging darum der Frage nach, wie eine optimierte Nutzung der Wohnfläche proaktiv gefördert werden kann. Herzstück bildet die Entwicklung und Gründung von kommunalen Wohnraumagenturen. Sie identifizieren Wohnraumbedarfe im Quartier, bieten Beratung für Wohnungssuchende an, vermitteln alternative Wohnungen oder initiieren Angebote zum Wohnungstausch.
Neben dem Beratungs- und Förderangebot zur Optimierung der Wohnflächennutzung in den Städten Köln, Göttingen und Tübingen wurden die Ergebnisse in kommunale Handlungsempfehlungen übertragen, die neben Städten und Kommunen auch weitere Akteure ansprechen sollen. Darüber hinaus entwarfen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein bundesweites Förderprogramm für flächeneffizientes Wohnen.
The rise of pedal-assisted bicycles (e-bikes) has the potential to contribute to reducing ubiquitous automobility and its negative externalities on the global climate, mobility justice and the quality of urban life. But what makes this new practice so successful in recruiting new practitioners? What policies can ensure that e-bikes are used in a wide range of situations, thus substituting as much car driving as possible - or even reducing the number of cars? The study focuses on commuting as this use case frequently entails the main obstacles to e-biking in daily routines (e.g., sweat, weather, transporting children or goods). The analysis is primarily based on interviews with practitioners and initially provides a thorough depiction of the practice elements (meanings, materials and competences) involved in e-bike commuting. It furthermore elicits key drivers of and barriers to daily e-bike commuting, points to a number of elements that are important to overcome these barriers and develops two tangible policy approaches to foster the substitution of e-biking for car driving.
Gasverteilnetze werden stranded assets : der Kampf um die Zurechnung der Restkosten und Verluste
(2023)
Es besteht Einvernehmen, dass die hohe Komplexität des Wärmesystems das zentrale Hindernis für die Wärmewende darstellt: Der Wärmebedarf im Industrie- und Gebäudesektor ist durch unterschiedliche Temperatur- und Nachfrageprofile aber auch durch verschiedene Geschäftsmodelle gekennzeichnet. Im Gebäudebereich sind darüber hinaus auch die vielfältigen Erwartungen und Präferenzen der Millionen von Investoren und Nutzern entscheidend, die über rein techno-ökonomische Überlegungen hinausgehen. Diese Systemkomplexität erschwert die Entwicklung von Strategien im Wärmesektor und hemmt unter anderem auch die Möglichkeiten für Technologieentwickler das Marktpotenzial ihrer Innovationen einzuschätzen.
Fragen der Akzeptanz müssen folglich auf mehreren Ebenen Berücksichtigung finden, von Fragestellungen der Gesamtsystemanalyse bis hin zu einzelnen Umsetzungsprojekten. Entsprechend vielfältig ist die Forschung zur gesellschaftlichen Akzeptanz der Wärmwende im FVEE. Sie umfasst sowohl die Analyse von Nutzerpräferenzen bis hin zur gemeinsamen Gestaltung von Energiewendeprojekten, um die Gelingensbedingungen zu verbessern.
Allen Ansätzen ist gemein, dass die vorherrschende technisch-ökonomische Betrachtung der Wärmewende erweitert wird: Es wird nach Faktoren geforscht, welche die Nutzer*innen beeinflussen und es werden gezielt Bereiche untersucht, welche das Potenzial für zukünftige Akzeptanzkonflikte haben. Des Weiteren gibt es Ansätze, die Akzeptanzfragen bereits im Entwicklungsprozess von Innovationen zu berücksichtigen. Abschließend, in Bezug auf die konkrete Umsetzung von Wärmetransformationsprojekten, werden verschiedene Methoden des Co-Designs entwickelt, erforscht und getestet. Im Folgenden werden einzelne Projekte aus den verschiedenen Bereichen vorgestellt.
Better integration of climate action and sustainable development can help enhance the ambition of the next nationally determined contributions, as well as implementation of the Sustainable Development Goals. Governments should use this year as an opportunity to emphasize the links between climate and sustainable development.
In einer umkämpften Stadt wird der Anbau von Nahrung zu einem politischen Akt: Anbau, Erwerb von Nahrung und ihre sozialen und umweltbezogenen Qualitätskriterien sind eng verknüpft mit dem "Recht auf Stadt", wie es der französische Soziologe Henri Lefebvre formuliert hat. Anhand verschiedener Dimensionen dieses "Rechts auf Stadt" untersucht Katharina Gröne drei Landwirtschaftsprojekte in Kapstadt/Südafrika - mit Blick auf die kommunikative und die mikropolitische Ebene sozialökologischer Praktiken.
Aufgrund ungleicher sozialräumlicher Entwicklung, Teilhabe und Anerkennung durch die Politik nehmen diese drei Projekte jeweils unterschiedliche Positionen im alternativen Nahrungsmittelnetzwerk Kapstadts ein. Kulturelle Artefakte, Symbole, Logos und Begriffe dienen dabei der Herstellung sozialer Ordnung und eines spezifischen Repräsentationsregimes im politischen Feld. So wird der Anbau von Gemüse zum Austragungsort eines Machtkampfes - und dient der Herstellung kultureller Hegemonie in der städtischen Nachhaltigkeitspolitik.
Analyzing previous international and national policy processes, the study offers recommendations for leveraging the Global Stocktake's (GST) outcomes for national climate action, especially for Nationally Determined Contributions (NDCs). It emphasizes the need for coordinated efforts to ensure the results of the GST influence national political discourse. It proposes communication strategies tailored to the different stages of the NDC policy process and diverse target audiences. The paper advocates for a nuanced and strategic approach to communication and emphasizes the importance of legitimacy and complexity in engaging stakeholders at different levels of decision-making.
In the energy sector, few topics, if any, are more hyped than hydrogen. Countries develop hydrogen strategies to provide a perspective for hydrogen production and use in order to meet climate-neutrality goals. However, in this topical field the role of water is less accentuated. Hence, in this study, we seek to map the interrelations between the water and wastewater sector on the one hand and the hydrogen sector on the other hand, before reflecting upon our findings in a country case study. We chose the Hashemite Kingdom of Jordan because (i) hydrogen is politically discussed not least due to its high potentials for solar PV, and (ii) Jordan is water stressed - definitely a bad precondition for water-splitting electrolyzers. This research is based on a project called the German-Jordanian Water-Hydrogen-Dialogue (GJWHD), which started with comprehensive desk research mostly to map the intersectoral relations and to scope the situation in Jordan. Then, we carried out two expert workshops in Wuppertal, Germany, and Amman, Jordan, in order to further discuss the nexus by inviting a diverse set of stakeholders. The mapping exercise shows various options for hydrogen production and opportunities for planning hydrogen projects in water-scarce contexts such as Jordan.
Die Bereitstellung industrieller Prozesswärme ist eine zentrale Herausforderung für ein zukünftiges, treibhausgasneutrales Energiesystem. Durch einen Vergleich der Prozesswärmebereitstellung in zwei Energiesystemszenarien werden Gemeinsamkeiten, die auf Richtungssicherheit hindeuten, dargestellt, sowie methodische und inhaltliche Gründe für Abweichungen herausgearbeitet.
Im Rahmen einer aktuellen Studie zur Transformation des Europäischen Energiesystems zur Klimaneutralität unter Berücksichtigung der Gaskrise entwickelte das Wuppertal Institut ein Szenario (EU27+UK) für die Transformation der europäischen Industrie inklusive Raffinerien und Kokereien, in dem die industriellen Treibhausgasemissionen bis zum Jahr 2050 um 99 % gegenüber 2018 gemindert werden. Der Endenergiebedarf der Industrie sinkt in diesem Szenario durch den Einsatz von Wärmepumpen, andere Energieeffizienzmaßnahmen sowie einen Rückgang der Produktion in Raffinerien bis 2040 deutlich und der Bedarf an fossilen Gasen kann zeitnah gemindert und bis 2045 auf nahezu Null gesenkt werden.
Im Rahmen dieses Szenarios erfolgte auch eine detaillierte Abbildung der Entwicklung der Prozesswärmebereitstellung in Deutschland. Die Bereit- stellung von Niedertemperaturwärme (< 150 °C) erfolgt im Szenario größtenteils über Wärmepumpen und Fernwärme. Solar- und Geothermie spielen eine (kleinere) Rolle. Für die Dampfbereitstellung (150 - 500 °C) werden vielfach hybride Strom/H2-Kessel eingesetzt, daneben Biomasse. In der Chemieindustrie spielen auch langfristig Reststoffe aus Steamcrackern eine wichtige Rolle.
Die Bereitstellung von Hochtemperaturwärme erfolgt prozessspezifisch je nach den technischen Gegebenheiten der Prozesse (z. B. H2 in den Direktreduktions- anlagen und Biomasse in den Walzwerken der Stahlindustrie, abfallbasierte Brennstoffe vor allem in den Klinkeröfen der Zementindustrie, Biomethan und Strom in der Glasindustrie, Strom für Primär- und Sekundäraluminium). Biogene Energieträger in Kombination mit CCS (BECCS) ermöglichen in der Stahlindustrie und in der mineralischen Industrie die Bereitstellung von Hochtemperaturwärme und gleichzeitig negative Emissionen zur Kompensation von Restemissionen.
Although small and medium-sized enterprises (SMEs) contribute considerably to Germany's carbon emissions, regional savings and cooperative banks - SMEs' most important financiers - hardly consider this aspect in lending to these businesses. However, given Germany's commitment to climate neutrality by 2045, suitable approaches for injecting climate finance into these SME lending processes are greatly required. Against this background, the paper at hand aims to introduce the specific case of regional banks into the debate on green finance and green banking and suggest future research in this context. In discussing the state of research on the peculiarities of regional savings and cooperative banks, we outline the resulting opportunities and limitations for climate impact assessments in SME lending. We argue that while the dual bottom-line orientation of regional banks in Germany precludes them from applying simple positive or negative screenings, their in-depth knowledge about local clients and circumstances enables them to be active and engaging partners for the green transformation of SMEs. Nonetheless, we explain why developing solutions to utilise this knowledge for climate finance by integrating climate impact assessments into routine lending processes remains a particularly challenging task.
Ob die Rückführung von industriellen und gewerblichen Sekundärkunststoffen, das heißt von Abfällen bzw. von bereits wiederaufbereiteten Kunststoffrezyklaten, gelingen kann, ist von mehreren Faktoren wie insbesondere den spezifischen Materialeigenschaften, den Mengen, in denen sie anfallen, den aktuellen Marktpreisen (auch gegenüber Neuware) und auch der räumlichen Nähe von Sortier- bzw. Wiederaufbereitungsinfrastruktur abhängig. Trotz eigentlich guter Voraussetzungen für ein werkstoffliches Recycling, gelangen einzelne in Unternehmen anfallende Abfallchargen häufig in eine thermische Verwertung, weil sich ein Recycling wirtschaftlich nicht lohnt. Grund hierfür ist unter anderem, dass der Informationsaustausch zu den oben genannten Faktoren für Unternehmen häufig noch sehr mangelhaft ist.
Aktuell in Entwicklung befindliche digitale Plattformen und Applikationen sowie zugehörige Geschäfts- und Betreibermodelle, welche Kunststoffverarbeiter untereinander sowie Wertstofferzeuger und -verwerter vernetzen sollen, können künftig höhere Recyclingquoten ermöglichen und ökologische Einsparpotenziale heben.
Der Artikel führt Entwicklungen und Ergebnisse aktueller Forschungsprojekte zu solchen Vernetzungen zusammen, zeigt die aktuelle Situation des werkstofflichen Recyclings von industriellen und gewerblichen Kunststoffabfällen auf und beleuchtet welche Voraussetzungen für eine erfolgreiche Kreislaufführung von industriellen Kunststoffen gegeben sein müssen. Es wird insbesondere analysiert, in welcher Weise digitale Technologien und die durch sie erzielbare Informationstransparenz eine verbesserte Kreislaufwirtschaft bewirken können und in welcher Weise dies Wertschöpfungsnetzwerke räumlich beeinflussen kann.
Ca. 50 % des Endenergiebedarfes in Deutschland, wie auch im Mittel in Europa, sind Wärme. Die Energiewende kann also nur mit einer Wärmewende gelingen. Eine klimaneutrale Wärmeversorgung zeitnah zu erreichen muss daher wesentliches Ziel der Gesellschaft und der Politik der kommenden Jahre sein. Dies spiegelt sich auch in den Sektorenzielen der Bundesregierung wider: sowohl im Gebäudesektor als auch im Industriesektor werden deutliche Einsparungen der CO2-Emissionen erwartet, die wesentlich auf eine Umstellung der Wärmebereitstellung abzielen.
In Jahr 2022 kamen zu dieser bereits bekannten Zielsetzung aus klimapolitischer Sicht durch den Krieg in der Ukraine weitere wesentliche Aspekte hinzu: In der öffentlichen Diskussion dominierte das Thema "Versorgungssicherheit" in der Wärmeversorgung von Gebäuden und Industrie. Gleichzeitig wurde Erdgas als billige und ausreichend zur Verfügung stehende "Brückentechnologie" in Frage gestellt und die hohen fossilen Energiepreise rückten einige bisher oft als zu aufwändig betrachtete nachhaltige Technologien schlagartig mehr ins Zentrum der Lösungen.
Somit war 2022 das Jahr, in dem das Thema klimaneutrale Wärme bisher unbekannte Aufmerksamkeit erfuhr.
Junge Menschen sehen sich durch die Klimakrise einer Einschränkung ihrer Entfaltungs- und Lebensmöglichkeiten gegenübergestellt. Diese explorative Studie verdeutlicht, wie sowohl die Wahrnehmung der Klimakrise, die Verantwortungsattribution, die wahrgenommene Handlungswirksamkeit und die einschlägigen Sozialisationserfahrungen milieuspezifisch strukturiert sind.
Informiert durch das Projekt Schools4Future wurden vier Leitfadeninterviews mit Schüler*innen zur Wahrnehmung und Deutung der Klimakrise geführt. Im dreischrittigen Kodierprozess der Grounded Theory konnten Muster der Betroffenheit, der Verantwortungsattribution und der Handlungsstrategien von vier jugendlichen Klimaaktivist*innen aus akademischen und prekären Herkunftsmilieus rekonstruiert werden. Während die sozial bevorteilten Jugendlichen sich als Betroffene und unter dem Fehlverhalten vorangehender Generationen leidende Gruppe wahrnehmen, sehen die sozial benachteiligten Jugendlichen die Klimakrise als ein systemisches Versagen neben anderen. Der medial so vertraute Aktivismus geht von dem gehobenen Milieu aus und verbindet sich mit Konsum als distinktive Praxis des klimafreundlichen Handelns. Im prekären Milieu zeigen sich andere Formen des stillen, konkreten und intrinsisch motivierten Engagements sowie das (schulische) Engagement als Investition in den individuellen, sozialen Aufstieg. Konsistenter Weise sehen sich die akademischen Jugendlichen als bevorteilt in der Bearbeitung der Klimakrise, dethematisieren aber, was die jungen Menschen aus dem sozial schwachen Milieu deutlich diagnostizieren: Der ökologische Fußabdruck ihres Konsums ist ungleich höher als der der benachteiligten Jugendlichen.
Der hier vorliegende Klimaschutz-Aktionsplan 2030 für die Stadt Mannheim beschreibt Maßnahmen und Reduktionspfade für eine Minderung der Treibhausgasemissionen auf Mannheimer Stadtgebiet zur Erreichung der Klimaneutralität im Jahr 2030. Die Basis hierfür bildet die Energie- und CO2-Bilanz aus dem Jahr 2020.
In einem ersten Schritt wurden mit dem wissenschaftlichen Begleitkreis mögliche Reduktionspfade in den verschiedenen Sektoren und eine Definition für den Begriff der Klimaneutralität diskutiert. Mit dem Lenkungskreis wurden im nächsten Schritt acht Handlungsfelder festgelegt, für die in einzelnen Strategiegruppen die Maßnahmen entwickelt wurden. Weitere Vorschläge kamen aus der begleitenden öffentlichen Beteiligung. In diesem breit angelegten Beteiligungsprozess sind letztlich 81 Maßnahmen in acht thematischen Handlungsfeldern entstanden, von denen 34 als Maßnahmen von besonderer Priorität definiert wurden.
Abfallvermeidung steht an der Spitze der Abfallhierarchie und sollte daher mit höchster Priorität behandelt werden - auch in den Kreislaufwirtschaftspolitiken auf kommunaler Ebene. Ein Leitfaden mit 19 praxisorientierten Handlungsempfehlungen soll Kommunen nun unterstützen, Abfallvermeidung systematisch und erfolgreich umzusetzen.
Der Handlungsleitfaden ist ein Ergebnis des Projekts Circular Cities NRW: Das Wuppertal Institut hat gemeinsam mit der FernUniversität Hagen die 22 kreisfreien Städte in Nordrhein-Westfalen (NRW) sowie sechs internationale Referenzfälle in Bezug auf ihre Abfallvermeidungsmaßnahmen analysiert. Das Ergebnis: Die NRW-Städte gehen Abfallvermeidung zwar zunehmend an, allerdings bestehen große Unterschiede bei der Breite der Maßnahmen und den thematischen Schwerpunkten. Darüber hinaus haben die Forschenden viele nicht ausgeschöpfte Handlungspotenziale identifiziert.
Der Leitfaden enthält Maßnahmen, mit denen Kommunen Abfallvermeidung systematisch, verwaltungsweit, sektorenübergreifend und verknüpft mit anderen Klimaschutz- und Nachhaltigkeitsaktivitäten angehen können. Besonders interessant für die Kommunen: Einige der Handlungsempfehlungen sind einfach umzusetzen, kostengünstig und ermöglichen schnelle Abfallvermeidungserfolge.
The co-operation between municipalities and civil society actors and their independent impulses for urban development are discussed under the terms of co-production and city-making. This article summarises these activities as co-productive city-making (koSM). Forms of as well as advantages and disadvantages of koSM have been discussed in research and practice so far, but analyses of the longitudinal genesis of these activities and their significance for the development of a specific area are rare. This article uses the longitudinally collected, mixed-method data of a constellation analysis of the development of the Mirke neighbourhood in Wuppertal/Germany. Based on four points in time, the dynamics as well as the spatial development of the koSM can be presented - individually and in comparison to other developments. It can be seen that the koSM in the Mirke has grown at an above-average and dynamic rate and can accordingly be interpreted as a motor of neighbourhood development. Main actors and locations are identified. The study is the basis for a follow-up work analysing the reasons and structural effects of the koSM. The koSM is discussed both in its interrelations with municipal action and in its significance for integrated and sustainable urban development. The method of constellation analysis is critically discussed with regard to the relationship between effort and benefit.
Aufgrund der Wechselwirkungen mit sozialen, ökonomischen und ökologischen Zielen ist die Kreislaufwirtschaft möglicherweise ein Handlungsbereich mit systemischer Schubkraft für die integrierte Nachhaltigkeitsentwicklung von NRW. Sie ist deswegen auch für die Umsetzung der NRW-Nachhaltigkeitsstrategie, die 2016 zum ersten Mal aufgelegt und 2020 aktualisiert wurde, von besonderem Interesse. Aus diesem Grund hat sich das Wuppertal Institut im Rahmen des Forschungsprojekts "Nachhaltigkeitsstrategie NRW - Vertiefungsanalysen zur Umsetzung aus wissenschaftlicher Sicht" in einem Forschungsmodul mit der Umsetzung der Kreislaufwirtschaft im Kontext der Gesamtwirtschaft von NRW beschäftigt und hier insbesondere die Auswirkungen des europäischen, politischen Rahmens auf die Aktivitäten in NRW in den Blick genommen. Mit anderen Worten, das nachfolgende Arbeitspapier nimmt den European Green Deal und seine Bedeutung für NRW in den Blick und fragt: Welche Herausforderungen für NRW lassen sich aus dem Green Deal ablesen, wie und in welchen Sektoren kann/soll NRW eine Transformation zur Kreislaufwirtschaft einleiten und welche Bedingungen müssen dabei beachtet werden? Methodisch basiert diese Auswertung auf der Analyse relevanter Primärdokumente sowie der Sekundärliteratur zur Umsetzung der Kreislaufwirtschaft im politischen Mehrebenensystem. Dabei soll das Papier kein industriepolitisches Innovationsprogramm entwerfen, sondern eine Handreichung zur weiteren Diskussion von potenziellen Maßnahmen und Politikvorschlägen im Hinblick auf die zu entwickelnde Kreislaufwirtschaftsstrategie darstellen.
Leftovers lovers vs. haters : a latent class analysis on dinner leftover management behaviours
(2023)
Leftovers are particularly at risk of being discarded, and therefore a main component of household food waste. This study provides insights into sources of heterogeneity in leftover management behaviours, with a particular focus on the use of meal kits providing matched portion and ingredient sizes, and identifies consumer segments via a latent class analysis. We investigate whether belonging to a segment with positive attitudes toward leftovers, and engagement in conscious leftover management behaviours decreases the amounts of dinner leftovers and food waste. Besides, we demonstrate that several food waste antecedents, emotions, personal norms, intention and dinner procurement routines elicit leftover management segment membership. In addition to examining such individual differences, we also investigate the role of meal-level determinants, in particular, whether meal kits heterogeneously affect dinner leftovers depending on the consumer's leftover management segment.
Data was collected from 868 households from six countries, using an online survey and diaries. Results of the latent class analysis point towards five consumer segments. We found differences in dinner leftovers amount across classes and detected heterogeneous effects of meal kits. That is, meal kits were able to diminish leftovers in two segments, but not in the other segments. These results provide novel insights into consumer heterogeneity regarding the occurrence, antecedents, and potential solutions of leftovers and resulting household food waste. Implications for both theory and policy are discussed.
The objectives of the urban mobility transition have been clearly set out: gaining more space for urban living, reducing noise and emissions that have a negative impact on the climate and improving air quality. That means less traffic in cities and more trips made using environmentally-friendly modes of transport - i.e., walking, cycling or foot scooters or public transport. In transport policy, the focus is generally on innovative approaches to shaping the mobility transition.
This paper aims to explain the concept of exnovation in the context of the urban mobility transition and to underpin it using specific practical examples. In the course of this process, it is intended to identify the obstacles that stand in the way of rolling out the concept on an area-wide basis in order to deduce strategies and courses of action for expanding the concept in the future.
Am frühen Sonntagmorgen des 20. November 2022 ging die 27. Konferenz der Vertragsparteien des Rahmenübereinkommens der Vereinten Nationen über Klimaänderungen (27th Conference of the Parties to the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC), COP27) im ägyptischen Scharm El Sheikh zu Ende. Geplant war die Konferenz bis Freitag. Doch es gab viel zu diskutieren. Katastrophale Extremwetterereignisse wie die Überschwemmungen in Pakistan und historische Dürren in Europa unterstrichen auch dieses Jahr wieder die Bedeutung von ambitionierten klimapolitischen Entschlüssen. Auch der neueste Bericht des Weltklimarats (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) hatte erneut hervorgehoben, dass diese Ereignisse weiter eskalieren werden, je mehr die globale Erwärmung zunimmt.
At the next United Nations (UN) climate conference in the United Arab Emirates at the end of 2023, the first Global Stocktake (GST) of the Paris Agreement is due to conclude. The main goal of this process is to feed into a new round of Nationally Determined Contributions (NDCs) by Parties to the Agreement for 2035. In addition, the GST is aimed at identifying opportunities for strengthening international cooperation to achieve the Paris goals. The GST represents the first opportunity for Parties and other stakeholders to collectively highlight opportunities for international climate cooperation. Specifically, outcomes should plant the seeds for the development of concrete sectoral decarbonization roadmaps that could guide international cooperation in years to come.
Der Anteil erneuerbarer Energien bei der Wärme- (und Kälte-)Versorgung lag 2021 in Deutschland bei 16,5 % (knapp 200 TWh/a). Davon stammten 86 % aus Biomasse und davon wiederum 47% allein aus Holzfeuerungen im häuslichen Bereich. Der Rest der erneuerbaren Wärme stammte aus oberflächennaher Geothermie und Umgebungswärme (Wärmepumpen) mit 9 % und Solarthermie mit 4,2 %. Bisher vergleichsweise kleine Beiträge stammten aus der tiefen Geothermie. Im Jahr 2021 waren bezogen auf die rund 21 Millionen im Bestand befindlichen Einzelgebäudeheizanlagen (nicht Einzelraumfeuerstätten) 1,1 Mio. Wärmepumpen und 0,9 Mio. Biomassekessel im Betrieb. Hinzu kommen zusätzliche 2,5 Mio. solarthermische Anlagen mit einer Gesamtkollektorfläche von rund 21 Mio. m2. Bei den neu installierten Wärmeerzeugern konnten Wärmepumpen und Biomassekessel auch 2021 einen deutlich steigenden Absatz verzeichnen, wobei ihr Anteil an den insgesamt rund 930.000 neu installierten Wärmerzeugern bei knapp 25% lag.
Doch 2021 nutzten immer noch rund 19 Mio. Wärmeerzeuger Gas und Öl. Darüber hinaus müssen in Wohngebäuden auch noch Etagenheizungen und veraltete Biomasseheizsysteme ausgetauscht werden. Für eine erfolgreiche Wärmewende bis 2045 im Gebäudewärmebereich müssen also weiterhin jedes Jahr rund eine Million neue komplett Erneuerbare-Heizanlagen installiert und in Betrieb genommen werden. Nach dem Anschluss an zumindest perspektivisch vollständig erneuerbar versorgte Wärmenetze sind für alle anderen Objekte Wärmepumpen, Wärmepumpen-Biomasse-Hybride und, nur wo es keine anderen Möglichkeiten gibt, reine Biomassekessel zu installieren. Alle Lösungen lassen sich zusätzlich mit Solarthermieanlagen ergänzen. Im Vergleich zu Erdgasthermen ist jedoch allein die Installation der deutlich komplexeren Systeme mit mindestens dem doppelten Zeitaufwand zu veranschlagen, während die Branche bereits heute über einen realen Fachkräftemangel klagt. Es braucht also wirksame Lösungsansätze der Forschung zur Überwindung dieser und vieler anderer Hemmnisse zur erfolgreichen Wärmewende bis 2045.
Wo werden zukünftig grüner Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe produziert? Zu welchen Kosten können diese erzeugt werden? Und welchen Anteil hätte eine heimische Produktion daran? Die Ergebnisse der Studie MENA-Fuels zeigen, dass im Nahen Osten und Nordafrika langfristig sehr große kostengünstige Potenziale für grünen Strom, Wasserstoff und Synfuels bestehen. Die Berücksichtigung von Investitionsrisiken hat jedoch einen signifikanten Einfluss auf deren Kosten und damit auf die Wahl der potenziellen Exportländer.
The production of green hydrogen in Germany is more competitive than expected compared to imports. This is the key finding of a meta-analysis conducted by the Wuppertal Institute on behalf of the North Rhine-Westphalia Association for Renewable Energies (Landesverband Erneuerbare Energien NRW).
The hydrogen study focuses primarily on the year 2030 and beyond - and confirms the advantages of green hydrogen produced in Germany from domestic renewable energies, especially when the evaluation is viewed from a holistic system perspective.
Seit Veröffentlichung der vom Landesverband Erneuerbare Energien NRW beauftragten und durch das Wuppertal Institut durchgeführten Studie "Bewertung der Vor- und Nachteile von Wasserstoffimporten im Vergleich zur heimischen Erzeugung" Ende 2020 haben sich die Rahmenbedingungen für den Wasserstoffhochlauf in Deutschland zum Teil deutlich geändert. Darüber hinaus ist zwischenzeitlich eine Reihe von Klimaschutz- und Transformationsstudien erschienen, mit teilweise neuen und differenzierten Einschätzungen zu Wasserstoff-Kosten und -Entwicklungspfaden. Dazu gehören insbesondere die als "Big Five" der Klimaneutralitätsszenarien bezeichneten Publikationen sowie weitere, spezifische H2-Analysen. Vor diesem Hintergrund sind die Ziele der vorliegenden Studie:
1. Eine Aktualisierung der Metaanalyse der oben genannten Wasserstoff-Studie aus dem Jahr 2020 - bezogen auf Kosten- und Mengen-Bandbreiten für die zukünftige Produktion und Bereitstellung von grünem und, soweit möglich, blauem Wasserstoff für Deutschland.
2. Eine kritische Einordnung der absehbaren Wasserstoff-Nachfrage in Deutschland, welche von der Wahl der Nutzungssektoren abhängt.
3. Eine kritische Diskussion und Einordnung der künftigen Rolle von blauem Wasserstoff, also der Frage, ob und inwiefern er eine sinnvolle Übergangslösung zu grünem Wasserstoff darstellen könnte.
Die schnelle und umfassende Emissionsminderung in der Energie- und Kreislaufwirtschaft ist der Schlüssel für die Begrenzung der Erderwärmung auf unter 2 °C. In Deutschland werden entsprechende Politiken seit den 1990er-Jahren verfolgt, allerdings erst in jüngster Vergangenheit mit dem notwendigen Nachdruck und der notwendigen Orientierung hin zu mehr Marktmechanismen. Wesentliche Handlungsfelder sind Energieeinsparung und erhöhte Energieeffizienz, Umstieg auf erneuerbare Energien, Bepreisung von Klimagasen sowie eine Reduzierung und Schließung der Stoffkreisläufe. In allen Handlungsfeldern sind Grundlagen geschaffen, es bleibt jedoch der Großteil des Weges noch zu gehen, um Klimaneutralität zu erreichen. Für einen schnellen Fortschritt spielen neben der Überwindung der technischen, ökonomischen und organisatorischen Herausforderungen auch Verteilungsfragen und die Einbettung in internationale Maßnahmen eine zunehmende Rolle.
The international architecture competition Solar Decathlon Europe was held in Wuppertal in 2022 and focused on sustainable building and living in the city. The student teams participating in the competition developed buildings that would enable climate-friendly living and be tailored to the "Mirke" district in Wuppertal and the individual needs of the residents in this neighborhood. Not only the neighborhood was the focus of the competition, but also the residents of the Mirke district were involved in the project through a neighborhood panel. As part of the Mirke neighborhood panel, three survey waves were conducted between May 2021 and August 2022. The results and insights gained from the neighborhood panel were incorporated into the project and shared with the architectural teams participating in the competition. In addition, the results were shared and discussed with the urban development department of the city of Wuppertal, local initiatives, and other partners in the neighborhood.
While digital technologies hold significant transformational potential, anecdotal evidence suggests that the digital transformation might not be directed towards sustainable development sufficiently. Drawing on a modified and extended version of the framework proposed by Wanzenböck et al. (2020), we explore the cases of the circular economy and the transition towards a sustainable energy system in the twin transition. Making use of insights from 20 expert interviews and two in-depth interviews, we aim to gain a first careful indication of the convergence/divergence in societal views on key problems and solutions across different dimensions (technological, economic, socio-cultural, regulatory) and derive insights for integrated policy-making. Thereby the study contributes to bridging the existing gap between mission-oriented policies and the twin transition. Overall, our first insights indicate that while showing high similarities in the structure of problems and solutions across cases, the variety in wickedness (contestation, complexity, uncertainty) calls for differentiated policy-making: Significant parts of the relatively young twin transition might be in a state of disorientation where societal views on problems and solutions diverge. This would require policy-makers to follow a "discovery-mode" (basic research, experiments and monitoring) with only selected diffusion-focused strategies. Further, we show that missions in the twin transition require highly flexible policy-making as different approaches need to be applied simultaneously. Finally, there are several options for exploiting synergies in policy-making due to some overlapping characteristics as well as learning opportunities between cases. We believe that particularly our holistic perspective on the twin transition can yield substantial guidance for researchers and policy-makers in the field.
The current, private car-based mobility system is not sustainable: it contributes to climate change, it is unjust from gender- and socio-economic perspectives, endangers health and obstructs urban space. To counteract this, mobility data offers entirely new avenues for planning, organizing, and implementing mobility and transport. This strategy paper considers two possible ways to use mobility data for improving environmental sustainability and equitable access to transportation in Germany.
The number of motorcycle taxis has soared in East African cities over the last decades, filling a gap in mobility needs while providing revenue opportunities to drivers. However, poor road safety combined with contribution to carbon emissions and air pollution creates a sustainability conundrum, which has led governments to control or repress the mode, yet without much success. After reviewing the characteristics and regulation of motorcycle taxis in Nairobi, Kigali, and Kampala, this study investigates the existence and impacts of two recent trends: digitalization and electrification. A comprehensive approach is adopted with a systematic review of the literature and policies, completed by field research and key informant interviews. We find out that electrification is mostly associated with positive impacts covering a spectrum of environment, economics, health, and social-related benefits, while the benefits of digitalization are more uncertain or contested. Impacts are however limited for both at the time of study as digitalization is highly volatile and electrification nascent. In conclusion, the paper identifies an interlinkage between the trends via the example of data, and further key research needs.
Kommunale Wärmetransformationsprojekte verfolgen verschiedene Ziele gleichzeitig. In der Regel soll die Transformation einen Beitrag leisten, um die Treibhausgasemissionen der Wärmeversorgung zu senken. Gleichzeitig stehen aber weitere Ziele, u. a. die Sozialverträglichkeit, Akzeptanz und wirtschaftliche Tragfähigkeit im Fokus der Akteure. Dabei muss eine einseitige Zieloptimierung vermieden werden. Darüber hinaus erscheint es sinnvoll, den Beitrag der jeweiligen Konzepte zu den Nachhaltigkeitszielen im Blick zu behalten.
Im Kontext kommunaler Wärmetransformationsprojekte geht es auf der Bedarfsseite darum, die Energieverbräuche für Raum- und Prozesswärme zu senken. Die Akteure auf Seiten der Abnehmer und Wärmenutzer:innen sind u. a. gewerbliche Unternehmen, die Wohnungswirtschaft, die öffentliche Hand und die Bewohner:innen.
Auf der Versorgungsseite muss die Wärmebereitstellung von fossilen Energieträgern umgestellt werden auf regenerative Energien, wie Bioenergie, Solarthermie, Geothermie, Umgebungswärme und industrielle Abwärme. Daher treten hier als Akteure der Wärmewende nicht mehr nur Energieversorgungsunternehmen, Stadtwerke und Kommunen, sondern bspw. auch Industrieunternehmen als Abwärmequellen und Selbsterzeuger auf.
Dieser Beitrag ordnet zunächst eine multikriterielle Nachhaltigkeitsbewertung in das Vorgehen kommunaler Wärmetransformationsprojekte ein. Anschließend werden Ansätze einer multikriteriellen Nachhaltigkeitsbewertung aus Projekten von FVEE- Mitgliedseinrichtungen dargestellt. Der dritte Abschnitt schließlich zeigt, wie diese in der Interaktion und Kommunikation mit den Akteuren genutzt werden können.
Fernwärme (FW) spielt aufgrund ihres Potenzials zur effizienten Integration erneuerbarer Energien (EE) und Abwärme eine entscheidende Rolle für die Umsetzung der Wärmewende. Im Rahmen dieses Beitrags werden Herausforderungen, Maßnahmen und Trends sowie Projektbeispiele für die künftige Fernwärmeversorgung beleuchtet.
The ecological challenges of this decade have been clearly identified. The pressure of problems is increasing drastically; progress in climate protection or the preservation of biodiversity is insufficient. Little time is left to act. In consequence, we can only achieve and permanently secure social and environmental prosperity through far-reaching changes in economy and society.
As a socio-technical innovation, digitalisation can realise its full ecological potential above all where it helps to profoundly change today's lifestyles, consumption patterns, and economic practices with a clear commitment to sustainability. As the most urgent design task of the 21st century, it is important to put digitalisation's enormous creative power at the service of the great transformation. The "great transformation" refers to the comprehensive restructuring of technology, the economy, and society in order to deal with the social and ecological challenges of the 21st century. This is a task for state action in terms of both regulatory policy orientation and facilitating collective processes of change - new tasks call for new governance.
A digital-ecological statecraft is the indispensable prerequisite for effective state action to shape the social-ecological digital transformation. Using the example of the platform economy, we explore challenges, starting points, and (policy) measures.
In recent years, the public discourse on the phase-out of carbon-intensive technologies and practices has come to a near consensus that a "just transition" is required. Yet, this term seems to have as many meanings as there are stakeholders using it. The purpose of this paper is to unpack the different meanings that regional stakeholders assign to it and the underlying dimensions of in(justice) that they invoke in their political communication.
To this end, we employ a policy narrative analysis to study and compare the political discourse in four European coal and carbon-intensive mining regions: Ida-Virumaa (Estonia, oil shale), the Rhenish mining region (Germany, lignite), Upper Silesia (Poland, hard coal) and Western Macedonia (Greece, lignite). Specifically, we address the following research questions: Which narratives are characterising the political discourse around just transition? Which (in)justices are being invoked? Which patterns, similarities or differences are recognizable between regions?
We found that hopeful narratives describing structural change as an opportunity to reinvent the region are prevalent in all regions. Strong narratives of resistance only prevail in Upper Silesia and Ida-Virumaa where a phase-out decision has not yet been adopted. In terms of injustices, we find surprisingly little evidence that injustices related to the immediate effects of the transformation (e.g. lay-offs and compensation for workers and companies) play an important role. Instead, the aspects related to the historical injustices produced by the legacy industrial system prevail. And perhaps most importantly, questions about access and allocation of the opportunities of the imminent transition are key and should be addressed more explicitly.
Die verheerenden Mengen an Abfall am Ende des Lebenszyklus von Produkten zu bewältigen, gilt als eine der größten Herausforderungen auf dem Weg zu einer Circular Economy. Die negativen Folgen, die sich aus dem Missmanagement von Kunststoffabfällen aufgrund fehlender oder nicht funktionierender Abfallwirtschaftsstrukturen in weiten Teilen der Erde ergeben, werden zunehmend deutlich. Bei der Circular Economy als elementarer Lösungsansatz sollen Stoffströme geschlossen und Produktlebenszyklen verlängert werden. Ein Instrument zur Annäherung an dieses Modell ist der Handel mit sogenannten Plastic Credits - ein Mittel, um den Ausbau regionaler Infrastrukturen für die Sammlung und das Recycling von Kunststoffabfällen zu finanzieren. Die Abnehmer von Plastic Credits sind die treibende Kraft hinter dem Mechanismus. Es ist weiterführende Forschung notwendig, insbesondere in Bezug auf die Frage, wie Unternehmen das Instrument der Plastic Credits nutzen und in ihre Gesamtstrategie integrieren. Diese Masterarbeit widmet sich der dabei vorgelagerten Frage: Existieren bestimmte Profile bei Unternehmen, die in Plastic Credits investieren, und lassen sich hierbei spezifische Cluster bilden?
Im Rahmen der Beantwortung dieser Frage wurden Expert*innen-Interviews mit Hilfe der qualitativen Inhaltsanalyse nach Mayring ausgewertet. Dabei haben sich drei konkrete Unterfragen ergeben, die sich auf die Motivation, Branchenzugehörigkeit und räumliche Verortung der Abnehmer beziehen.
Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Abnehmer von Plastic Credits bereits umfangreich mit der Kunststoffabfallproblematik und der damit verbundenen Auswirkung auf die Umwelt beschäftigen. Offen bleibt, inwiefern Maßnahmen zur Vermeidung von neuartigem Kunststoff, der Verbesserung der Recyclingfähigkeit der Produkte oder der Einsatz von Rezyklaten in der Herstellung dem Weg der Kompensation vorangestellt werden. In Bezug auf die Branchenzugehörigkeit legen die Ergebnisse nahe, dass vorrangig Unternehmen, die mit einem erschwerten Rezyklate-Einsatz konfrontiert sind, in Plastic Credits investieren. Welche Auswirkungen Maßnahmen wie die Entbürokratisierung der Zulassungsverfahren für neue Recyclingprozesse oder verpflichtende Anteile an recycelten Materialien in bestimmten Produkten auf die Investition in Plastic Credits haben, wird sich in Zukunft zeigen. Die Analyse der räumlichen Verortung gab Aufschluss darüber, dass zurzeit im Wesentlichen Unternehmen aus dem globalen Norden in Plastic Credits investieren - jedoch verbunden mit dem Ziel, eine Finanzierung aus den Projektländern heraus zu intensivieren.