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Optimization and simulation models are fit to work on a multitude of technical, economic, and techno-economic questions. However, they are by now not able to satisfactorily include societal aspects like acceptance, spatial implications and legal frameworks. In order to advance scope and explanatory power of simulation models, collaboration in interdisciplinary research teams is needed. Yet the exchange in such teams and its coordination can prove challenging. Furthermore, disciplinary approaches and methods for simulation and optimization might not be familiar to all participants.
To this end, a new conceptual model is introduced. The conceptual model employs few basic elements and concepts for describing and explaining arbitrary societal and technical relationships. Most notably, the conceptual model is general in its design, so contributions to the problem formulation and design components can be made by all team members regardless of their discipline. The procedure is based on common agent-based concepts without using their terminology. Consequently, an exchange among all team members becomes possible without them necessarily being proficient in agent-based modeling. A reduced presentation of workshop results exemplifies the use of novel elements for deriving an emergent agent-based simulation.
2015 verursachte jeder Deutsche 628 Kilogramm Siedlungsabfall. Damit liegt Deutschland für viele Abfallströme und insbesondere für Verpackungsabfälle deutlich über dem EU-Durchschnitt. Selbst wenn die Recyclingquoten hoch ausfallen, hat die Abfallvermeidung nicht nur eine ökologische Notwendigkeit. Auch aus ökonomischer Sicht muss sie zum Ausgangspunkt einer transformativen Innovationsagenda werden.
Actor and network analysis
(2017)
Africa and in particular African Least Developed Countries have to a large extent been neglected by the Clean Development Mechanism (CDM). This article reviews the mechanism's performance in the region and highlights current developments. The analysis is based on a quantitative breakdown of data provided by the United Nations Environment Programme and Technical University of Denmark (UNEP/DTU) CDM Pipeline and was complemented by interviews with selected investors. The findings indicate that despite the various support measures for underrepresented regions, the overall share of African CDM activities continues to be low. The significant rise in the share of Programmes of Activities of recent years cannot make up for the continuing low numbers of African stand-alone projects. Further, the collapse of the compliance market has proved fatal in terms of timing: ongoing efforts to support the development of a genuine African carbon market were suffocated by the lack of demand for Certified Emission Reductions at a moment when capacity building had started to bear fruit. Consequently, instead of being a mitigation tool with significant scale, the future role of the CDM in Africa might be limited to the voluntary market, while at the same time serving as a tool to foster sustainable development, with mitigation benefits.
Analysing the impact of walking and cycling on urban road performance : a conceptual framework
(2017)
Energiesuffizienz ist neben Energieeffizienz ein zweiter Weg, den Energieverbrauch zu reduzieren. Während Energieeffizienz bei unverändertem Nutzen den Energieinput senkt, ist Energiesuffizienz eine Strategie mit dem Ziel, die Menge an technisch bereitgestellter Energie durch Veränderungen der Quantität oder Qualität des Nutzens aus Energie auf ein nachhaltiges Maß zu begrenzen oder zu reduzieren. Das kann durch Reduktion, Substitution oder Anpassung des Nutzens an den Bedarf im Alltag geschehen. Viele Haushalte praktizieren schon Energiesuffizienz, aber die Hemmnisse für eine stärkere Nutzung sind groß. Auch die Energiesuffizienz im Haushalt benötigt daher eine Flankierung durch die Politik. Im BMBF-Projekt "Energiesuffizienz" wurde daher erstmals eine integrierte Energiesuffizienzpolitik untersucht, die insbesondere den Stromverbrauch in den privaten Haushalten adressiert.
Assessing global resource use : a systems approach to resource efficiency and pollution reduction
(2017)
The growing demand for wood to meet EU renewable energy targets has increasingly come under scrutiny for potentially increasing EU import dependence and inducing land use change abroad, with associated impacts on the climate and biodiversity. This article builds on research accounting for levels of primary timber consumption - e.g., toward forest footprints - and developing reference values for benchmarking sustainability - e.g., toward land use targets - in order to improve systemic monitoring of timber and forest use. Specifically, it looks at future trends to assess how current EU policy may impact forests at an EU and global scale. Future demand scenarios are based on projections derived and adapted from the literature to depict developments under different scenario assumptions. Results reveal that by 2030, EU consumption levels on a per capita basis are estimated to be increasingly disproportionate compared to the rest of the world. EU consumption scenarios based on meeting around a 40% share of the EU renewable energy targets with timber would overshoot both the EU and global reference value range for sustainable supply capacities in 2030. Overall, findings support literature pointing to an increased risk of problem shifting relating to both how much and where timber needed for meeting renewable energy targets is sourced. It is argued that a sustainable level of timber consumption should be characterized by balance between supply (what the forest can provide on a sustainable basis) and demand (how much is used on a per capita basis, considering the concept of fair shares). To this end, future research should close data gaps, increase methodological robustness and address the socio-political legitimacy of the safe operating space concept towards targets in the future. A re-use of timber within the economy should be supported to increase supply options.
Wie viel Gestaltungsmacht haben das Pariser Klimaabkommen und die in der Agenda 2030 für nachhaltige Entwicklung formulierten Sustainable Development Goals (SDGs) als internationaler Bezugsrahmen für die globale Energietransformation? In der vorliegeneden Studie analysiert Lukas Hermwille die beiden Agenden und stellt deren Komplementaritäten heraus.
Die Studie kommt zu dem Ergebnis, dass ein Fokus allein auf innovative Ansätze und den Ausbau erneuerbarer Energien nicht ausreicht. Nimmt man die Ambition des Zwei-Grad-Limits oder gar des 1,5-Grad-Ziels ernst, reicht es nicht aus, darauf zu warten, bis Kohle, Öl und Gas von alleine obsolet werden, sondern es wird nötig werden, den Ausstieg aus fossilen Energieträgern aktiv politisch zu gestalten. In diesem Sinne empfiehlt die Studie mit Hilfe von "Exnovationsstrategien" auch die potenziellen Verlierer der Energietransformation in den Blick zu nehmen, so Widerstände abzubauen, um den Ausstieg aus der Nutzung fossiler Energieträger rechtzeitig und gleichzeitig sozial gerecht zu erreichen.
Die Innenstadt von Wuppertal Elberfeld wird im kommenden Jahrzehnt konsequent und Schritt für Schritt zu einem autoverkehrsfreien Stadtteil entwickelt. Wuppertal Elberfeld wird damit der erste bestehende Stadtteil in Deutschland, der systematisch von einem Autostadtteil heute zu einem zukünftig autoverkehrsfreien Stadtquartier entwickelt wird.
Von einer autofreien Innenstadt profitieren die Menschen, die Umwelt und die Stadt Wuppertal. Hier kann man die Verkehrswende Wuppertal konkret erleben und Urbanität genießen.
Welche Gewinne dadurch entstehen können und wie der Weg dorthin aussehen könnte, skizzieren die Autoren in diesem Impulspapier, um die Diskussion über das Ziel und den Weg dahin zu eröffnen.
Simulation modeling is useful to understand the mechanisms of the diffusion of innovations, which can be used for forecasting the future of innovations. This study aims to make the identification of such mechanisms less costly in time and labor. We present an approach that automates the generation of diffusion models by: (1) preprocessing of empirical data on the diffusion of a specific innovation, taken out by the user; (2) testing variations of agent-based models for their capability of explaining the data; (3) assessing interventions for their potential to influence the spreading of the innovation. We present a working software implementation of this procedure and apply it to the diffusion of water-saving showerheads. The presented procedure successfully generated simulation models that explained diffusion data. This progresses agent-based modeling methodologically by enabling detailed modeling at relative simplicity for users. This widens the circle of persons that can use simulation to shape innovation.
In the face of growing popularity of eco-feedback innovations, recent studies draw attention to the relevance of the human factor for a more effective design of eco-feedback. This paper explores these challenges more deeply by employing a mixed methods approach. We provide in-situ insights from a Living Lab experiment on the effect of smart home systems and traffic light feedback on heating energy consumption in private households. Our results from an interrupted time series analysis of logged data on indoor room temperature, CO2 concentration and consumption of natural gas show that the interventions do not affect heating as expected, neither for automating behaviour via high-tech smart home systems nor via low-tech traffic light feedback. Smart home systems do not promise a significant reduction of heating energy consumption and a traffic light feedback on indoor air quality does not lead to a reaction of indoor CO2 concentrations, but may reduce heating energy consumption. Qualitative interviews on heating practices of participants suggests that comfort temperatures, lack of competences and inert heating systems do override expected effects of the feedback interventions. We propose that high-tech smart home systems should carefully consider the handling competences of users. Low-tech feedback products on the other hand should by design stronger address user experience factors like comfort temperatures.
Das Forschungsprojekt untersucht, ob und wie die stoffliche Nutzung von Biomasse in Kaskaden zur Steigerung der Ressourceneffizienz beitragen kann. Es entwickelt eine klare Definition des Begriffs der Kaskadennutzung und analysiert existierende Konzepte der Kaskadennutzung. Als relevante Felder der Kaskadennutzung werden der Holzsektor, der Papiersektor, der Textilsektor und der Kunststoffsektor identifiziert und Ökobilanzen jeweils in diesen vier Sektoren durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen deutliche Umweltvorteile für die Mehrzahl der untersuchten Kaskadenoptionen, es bedarf jedoch der Einzelfallbetrachtung. Ein Bewertungskonzept zur ersten Einschätzung möglicher Kaskadenansätze für Anwender wird entwickelt. Das Projekt empfiehlt, die Kaskadennutzung von Biomasse als "Prinzip" unterstützend in übergreifende Politikziele und Strategien einzubinden.
One of the most pressing issues of climate policy is how to get building owners to invest in the energy efficiency of their homes. The German federal government has set the goal of decreasing the energy demand of buildings by 80 to 95 percent until 2050. One pillar of the strategy to support building owners in this task is the provision of targeted energy advice, to both motivate owners to implement an energy efficiency refurbishment and help them to choose the most efficient measures. In this paper we analysed the demand for energy advice in three German cities of the Ruhr area finding the number of energy consulting provided to be extremely low compared to the stated goals. Based on the approach of joint knowledge production we invited stakeholders from the three cities to participate in a series of workshops in order to develop ideas how to more effectively bring homeowners and energy advisors together. As a result, different energy advice experiments were co-operatively developed for each city targeting different groups by using tailored channels for outreach. The evaluation of both the process as well as the outcome of the experiments indicates that while joint knowledge production is a suitable approach to enable knowledge transfer and formation of new networks between different stakeholders in science and practice, it does not necessarily lead to superior approaches with regard to effectively addressing a policy issue at hand. Apart from the experiment in which the window of opportunity change of building ownership was taken advantage of, participation of target groups in the experiments has been soberingly low, underlining the value of so-called trigger points when designing effective outreach strategies to building owners.
Business model resilience : understanding the role of companies in societal transformation processes
(2017)
Business model resilience (BMR) is introduced as a conceptual framework to better understand the systemic dimension of companies affected by and shaping sustainability transformations. It offers an interdisciplinary approach for management studies and a framework for orientation in management practice.
As of June 2017, 150 countries have ratified the Paris Climate Agreement. This agreement calls for, among other things, strong reductions in CO2 emissions by 2030 and beyond. This paper reviews the Nationally Determined Contribution (NDCs) plans of six Association of Southeast Asian Nations (ASEAN) countries and compares their current and projected future CO2 levels across sectors, and their stated targets in the context of their economic and demographic situations. This comparison reveals wide variations in the types of targets, with the "ambition" level changing as the perspective changes from total CO2 to CO2/capita and per unit gross domestic product (GDP). We also review national plans as stated in NDCs and find that while there are many types of policies listed, few are quantified and no attempts are made to score individual or groups of policies for their likelihood in achieving stated targets. We conclude that more analysis is needed to better understand the possible impacts of current policies and plans on CO2 emissions, and whether current plans are adequate to hit targets. Considerations on better aligning targets are also provided.
Against the background of the question which role tax based instruments have to play in policy mixes to counteract the unbroken growth trend of global resource use, this chapter initially describes how the insights from a country comparative study on national resource policy frameworks could be linked to instruments for the internalisation of external environmental costs on a European scale. On the basis of a project specific but substantiated resource use vision and potential governance principles for three transition processes to reach the goals, the tax concepts are subsequently connected to simulation scenarios in order to illustrate the resource impacts that could be achieved by those policy reforms. Conclusively, barriers to such fundamental changes of framework conditions are briefly reflected upon and some conclusions are drawn.
As the recent withdrawal of the United States from the Paris Agreement has shown, political volatility directly affects climate change mitigation policies, in particular in sectors, such as transport associated with long-term investments by individuals (vehicles) and by local and national governments (urban form and transport infrastructure and services). There is a large potential for cost-effective solutions to reduce greenhouse gas emissions and to improve the sustainability of the transport sector that is yet unexploited. Considering the cost-effectiveness and the potential for co-benefits, it is hard to understand why efficiency gains and CO2 emission reductions in the transport sector are still lagging behind this potential. Particularly interesting is the fact that there is substantial difference among countries with relatively similar economic performances in the development of their transport CO2 emissions over the past thirty years despite the fact that these countries had relatively similar access to efficient technologies and vehicles. This study aims to explore some well-established political science theories on the particular example of climate change mitigation in the transport sector in order to identify some of the factors that could help explain the variations in success of policies and strategies in this sector. The analysis suggests that institutional arrangements that contribute to consensus building in the political process provide a high level of political and policy stability which is vital to long-term changes in energy end-use sectors that rely on long-term investments. However, there is no direct correlation between institutional structures, e.g., corporatism and success in reducing greenhouse gas emissions in the transport sector. Environmental objectives need to be built into the consensus-based policy structure before actual policy progress can be observed. This usually takes longer in consensus democracies than in politically more agile majoritarian policy environments, but the policy stability that builds on corporatist institutional structures is likely to experience changes over a longer-term, in this case to a shift towards low-carbon transport that endures.
Ein undurchsichtiger Tarifdschungel, unzureichende Verbindungen und ungerechtfertigt hohe Preise - das schreckt viele Menschen davon ab, den Bus oder die Bahn zu nehmen. Wegen der anhaltenden Unterfinanzierung stehen bessere ÖPNV-Angebote nicht in Aussicht. Dabei ist es gerade aus Klimaschutzgründen erforderlich, den öffentlichen Personennahverkehr als Rückgrat einer klimaschonenden Mobilität auszubauen und seinen Anteil im Verkehr in Stadt und Region zu steigern.
Das neue Finanzierungsmodell "Bürgerticket" könnte dazu beitragen: Es könnte eine stabile Finanzierungsbasis schaffen und den Umstieg vom Auto auf den ÖPNV fördern. Für das Bürgerticket wird von allen ein zweckgebundener Solidarbeitrag zur Finanzierung der ÖPNV-Betriebskosten erhoben. Im Gegenzug haben dann alle Bürgerinnen und Bürger freie Fahrt in Bussen und Bahnen. Ein "Semesterticket für alle" - das ist die Idee.
Der Autor hat am Beispiel Wuppertals den möglichen Einfluss des Bürgertickets auf die Verkehrsmittelwahl untersucht und daraus Klimaschutzpotential sowie Kosten in Szenarien abgeschätzt. Abgerundet wird die Studie durch Vorschläge für Politik und Wirtschaft, wie dieses innovative Finanzierungsmodell in der Praxis umgesetzt werden kann.
This paper outlines the key elements of a low-carbon stabilization pathway for land transport, focusing on the potential of key policy measures at the local and national level, opportunities for synergies of sustainable development and climate change objectives, and governance and institutional issues affecting the implementation of measures. It combines several approaches to provide an integrated view on the decarbonization of the transport sector based on recent literature. It will assess the quantitative basis potential climate change mitigation pathways and will then look into policy and institutional aspects that relate to the feasibility of these pathways. This combination of quantitative and qualitative analysis to measure the potential, options, and feasibility of climate change mitigation strategies in the transport sector aims to synthesize recent papers on the subject and draw conclusions for future research.
Decoupling energy and resource use from growth in the Indian construction sector : a baseline study
(2017)
India is currently at a crucial juncture where it is aiming for economic growth to meet the basic needs of its 1.2 billion people. However, so far this growth has resulted in energy shortages and the increasing use of limited resources. This policy brief series is about decoupling, i.e. improving efficiency to reduce the resources and energy needed for this growth and meet the country's increasing development needs.
The construction sector is highly resource and energy intensive; it is therefore imperative that it moves towards a path of environmental sustainability. This transition is likely to be achieved by decoupling both resource and energy use from the sector's growth. Decision-makers in the sector will play a crucial role in achieving this. The aim of this policy brief series is to inform decision-makers in India at central government and state level about the current status of research, policy and institutions in the Indian construction sector and to identify key drivers and barriers. Finally, practical recommendations will be made for decision-makers about how to promote decoupling of resource and energy use from growth in the construction sector.
Policy brief 1 focuses on the baseline for decoupling in the Indian construction sector. The study draws attention to the existing scenario in terms of key policies, research and institutions linked to resources and energy in the sector.
India is currently at a crucial juncture where it is aiming for economic growth to meet the basic needs of its 1.2 billion people. However, so far this growth has resulted in energy shortages and the increasing use of limited resources. This policy brief series is about decoupling, i.e. improving efficiency to reduce the resources and energy needed for this growth and meet the country's increasing development needs.
The construction sector is highly resource and energy intensive; it is therefore imperative that it moves towards a path of environmental sustainability. This transition is likely to be achieved by decoupling both resource and energy use from the sector's growth. Decision-makers in the sector will play a crucial role in achieving this. The aim of this policy brief series is to inform decision-makers in India at central government and state level about the current status of research, policy and institutions in the Indian construction sector and to identify key drivers and barriers. Finally, practical recommendations will be made for decision-makers about how to promote decoupling of resource and energy use from growth in the construction sector.
Policy brief 2 focuses on analysing the potential for decoupling in the Indian buildings and construction sector. Primary and secondary research was conducted to identify the factors that influence decoupling. Subsequently, a framework was established to make it possible to measure the nature and extent of decoupling that is possible within the existing policy environment. Furthermore, gaps, drivers and barriers have been identified which could enable a potential analysis study on decoupling to be carried out. In addition, examples of good practice from Germany and other European countries have been studied with a view to learning lessons that can help to bridge the current gaps in India.
India is currently at a crucial juncture where it is aiming for economic growth to meet the basic needs of its 1.2 billion people. However, so far this growth has resulted in energy shortages and the increasing use of limited resources. This policy brief series is about decoupling, i.e. improving efficiency to reduce the resources and energy needed for this growth and meet the country's increasing development needs.
The construction sector is highly resource and energy intensive; it is therefore imperative that it moves towards a path of environmental sustainability. This transition is likely to be achieved by decoupling both resource and energy use from the sector's growth. Decision-makers in the sector will play a crucial role in achieving this. The aim of this policy brief series is to inform decision-makers in India at central government and state level about the current status of research, policy and institutions in the Indian construction sector and to identify key drivers and barriers. Finally, practical recommendations will be made for decision-makers about how to promote decoupling of resource and energy use from growth in the construction sector.
Policy brief 3 focuses on recommendations both at national and state level on the possible interventions that could result in resource and energy use being decoupled from growth in the Indian construction sector. Lack of a comprehensive policy on resource efficiency and the possibility of using secondary raw materials to obtain resource and impact decoupling continue to be the key issues that India will have to grapple with in the years to come.
Gut 40 Jahre währt bereits die Auseinandersetzung um den Stopp des menschgemachten Klimawandels. Angesichts dessen fragen sich manche Aktivisten, ob dieser "Kampf" um die klimapolitischen Reduktionsziele, insbesondere beim Verbrauch fossiler Energieträger, noch zu gewinnen sei. Die Klimaengagierten aller Länder haben sich zwar vereinigt, aber es handelt sich doch, des ausbleibenden Erfolgs wegen, um eine in Teilen depressionsgeneigte Gemeinschaft. Jeremy Leggett, Mitstreiter der ersten Stunde, will mit seinem aktuellen Buch "The Winning of the Carbon War" dagegen Hoffnung und Zuversicht verbreiten. Ein Erfolg sei möglich und bereits in Ansätzen absehbar. Seine Erfahrungsbasis: Zugänge, die sich aus dem facettenreichen, beruflichen Weg des Autors ergeben. Wer ist dieser Jeremy Leggett und worauf fußt seine Expertise?
Die Sustainable Development Goals (SDGs) schlagen zur Indikation verantwortungsvoller Konsum- und Produktionsstrukturen bzw. zum nachhaltigen Management und der effizienten Nutzung natürlicher Ressourcen den Material Footprint pro Kopf vor. Zudem sollen SDG-Indikatoren prinzipiell in der Lage sein, zwischen verschiedenen Bevölkerungsgruppen (etwa nach Einkommen oder Alter) unterscheiden zu können. Wir stellen einen Indikator aus der Nachhaltigkeitsstrategie NRW zum Ressourcenverbrauch des privaten Konsums auf der Grundlage von Mikrodaten vor. Der größte Ressourcenverbrauch der privaten Haushalte in NRW bleibt Wohnung, Nahrungsmittel und Verkehr vorbehalten. Dabei ist zwischen 2003 und 2013 die größte Steigerung des Ressourcenverbrauchs in Post und Telekommunikation zu verzeichnen, wobei sich insgesamt der Ressourcenverbrauch leicht reduziert hat. Der Indikator zum Ressourcenverbrauch der privaten Haushalte erfüllt die Anforderungen an Indikatoren der Sustainable Development Goals sowie der Nachhaltigkeitsstrategie des Landes NRW. Gleichzeitig empfehlen wir eine weitere Disaggregierung des Material Footprints nicht nur nach Bevölkerungsgruppen, sondern auch in Gütergruppen auf der Basis von Lebenszyklusanalysen.
Bisher ist die vollständige Schließung von Stoffkreisläufen durch die Verwendung von Abfällen als Ressource in Deutschland nur eine Vision. Der Beitrag führt das Konzept der Kreislaufwirtschaft ein und konkretisiert es am Beispiel der Reparatur und Wiederverwendung von Produkten. Anschließend werden Hemmnisse betrachtet, die es auf dem Weg zur Kreislaufwirtschaft zu überwinden gilt und mögliche Lösungsansätze beschrieben.
One of the main objectives of impact assessments is to identify potentially significant impacts. However, determining this significance has received very limited attention as a procedural step in social impact assessments. Consequently, only limited research and documentation exists on approaches, survey tools and evaluation methods, especially with regard to participatory approaches and combined participatory-technical approaches. This study aims to address this research gap by developing and applying a joined participatory and technical impact significance evaluation. The approach is applied in a case study which analysed the livelihood impacts of the large-scale concentrated solar power plant NOORO I in Ouarzazate, Morocco.
The analysis shows that although different approaches and significance criteria must be applied when involving both local stakeholders and experts, the linked analysis offers more robust results and an improved basis for decision-making. Furthermore, it was observed in the case study that impacts affecting the social, cultural and political spheres were more often considered significant than impacts affecting the physical and material livelihood dimensions. Regarding sustainability assessments of large-scale renewable energy plants, these findings underline the importance (as for other large-scale infrastructure developments) of placing greater emphasis on the inclusion of social aspects in impact assessments.
To minimize the impact of end-of life vehicles on the environment they have to be managed in accordance with the legal requirements. Against this background it is important to comprehend the whereabouts of permanently decommissioned passenger cars. From the available statistical sources it was only possible to account for the whereabouts in parts for the last years. The subject-matter of the research project was the closure of this "statistical gap" to the maximum extent possible. The objectives of the project were the identification of the possible reasons underlying the "statistical gap", the determination, itemisation and, to the maximum extent possible, quantification of information on the actual whereabouts of permanently decommissioned vehicles and the development of measures and instruments that can be used to permanently improve the data situation.
Moderne Gesellschaften sind in allen Lebensbereichen von Strom abhängig. Längere Stromausfälle oder gar ein Blackout könnten zu einer Gefährdung der öffentlichen Sicherheit führen. Um dies zu verhindern, gewinnt das Konzept der Resilienz an Bedeutung bei der Ausgestaltung von Energiesystemen. Resiliente Energiesysteme sollen Störungen aller Art "aushalten" können und ihre Systemdienstleistungen weiterhin erbringen. Im Zuge der Energietransition wird das Energiesystem dezentraler und gilt aufgrund verschiedener Charakteristika als Energie-Resilienz fördernd. Kleine Erzeugungsanlagen in der Nähe zu den Verbrauchern mit einer hohen räumlichen Dispersion und einer hohen Diversifizierung der Energieträger sorgen für geringe Schäden im Fall eines Anlagenausfalls. Die Kommunen als Orte dezentraler Stromerzeugung gewinnen an Bedeutung und können durch Entscheidungen die Resilienz der Stromversorgung beeinflussen.
Ziel der Arbeit ist es, die Rolle von Energie-Resilienz in den kommunalen Strategien anhand von zwei Kommunen im Ruhrgebiet, Unna und Bergkamen, durch dezentrale Stromerzeugungsstrukturen zu analysieren. Dazu wurden qualitative Interviews mit den Bürgermeistern der Kommunen geführt und mit der Inhaltsanalyse nach Mayring (2002) ausgewertet. Um die raumspezifischen Besonderheiten dieses altindustriellen Gebiets durch die Energietransition herauszuarbeiten, wurde die Multi-Level-Perspektive nach Geels (2002) aus der Transition-Forschung angewendet und um den spezifischen räumlichen Kontext der Kommunen erweitert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Existenz kommunaler Stadtwerke mit eigener Stromerzeugung in beiden Kommunen als maßgeblicher Energie-Resilienz steigernder Faktor gewertet werden kann. Jedoch ist Energie-Resilienz keineswegs als Ziel von Seiten der Kommunen existent, vielmehr geht es um Einnahmen und Wertschöpfung, die durch Stadtwerke in der Kommune verbleiben. Als wichtigste hemmende Faktoren stellten sich Richtungswechsel in der Energiepolitik auf höheren politischen Ebenen heraus sowie der Mangel an verfügbaren Flächen für dezentrale Stromerzeugungsanlagen. In Bergkamen führt zusätzlich eine Pfadabhängigkeit durch die Bergbau-Tradition zu Widerstand gegen Windkraftanlagen. Somit finden durch die Stadtwerke einerseits Energie-Resilienz steigernde Handlungsweisen statt, andererseits werden diese durch hemmende Faktoren beschränkt. Vorhandene Chancen und Potenziale bleiben ungenutzt.
Seit 2005 ist ein Großteil der deutschen Strom- und Gaskonzessionsverträge ausgelaufen und eröffnete vielen Kommunen die Chance, die Energieversorgung wieder in die eigenen Hände zu nehmen. Gleichzeitig übernimmt die kommunale Ebene in einem zunehmend dezentral strukturierten Energieversorgungssystem eine immer wichtigere Rolle, da die Umsetzung der energiepolitischen Ziele der Bundesregierung vor allem vor Ort, in den Kommunen stattfindet. Ziel dieser Arbeit war es daher, zu ermitteln wie viele Kommunen im Zeitraum von 2005 bis 2016 durch die Gründung neuer Unternehmen im Bereich der Energieversorgung tätig geworden sind und welche Rolle die kommunalen Energieversorgungsunternehmen im Rahmen der Energiewende einnehmen können.
Auf Grundlage der bereits 2013 vom Wuppertal Institut durchgeführten Sondierungsstudie, die zahlreiche Neugründungen bis 2012 erfasste, konnten in dieser Arbeit insgesamt 139 kommunale Energieversorgungsunternehmen ermittelt werden, deren Gründung zwischen 2005 und 2016 stattfand. Dieses Ergebnis belegt für diesen Zeitraum einen ausgeprägten Trend zur Rekommunalisierung im Bereich der Energieversorgung. In einer umfangreichen Literaturanalyse sowie acht Experteninterviews mit kommunalen Ansprechpartnern und Geschäftsführern junger Stadtwerke, konnte darüber hinaus belegt werden, dass die kommunalen Energieversorger aufgrund ihrer Fachexpertise und ihrer ausgeprägten Vernetzung mit den Bürgern, örtlichen und regionalen Akteuren und der Kommune, wichtige Instrumente zur Umsetzung kommunaler Klimaschutzziele darstellen. Sie sind nicht nur in der Lage, sich im energiewirtschaftlichen Wettbewerb zu beweisen und zu positionieren, sondern können aufgrund ihrer lokalen Verankerung auch Potenziale erschließen, die von privaten Versorgern weitgehend ungenutzt bleiben. Diese umfassen beispielsweise Potenziale zur Energieerzeugung und -einsparung auf Kundenseite, aber auch die Möglichkeiten regenerativer Wärmeversorgung durch Nah- oder Fernwärme und eine stärkere Beteiligung der Bürger. Neben den zusätzlichen Wertschöpfungseffekten, von denen die Kommunen profitieren, ermöglichen die kommunalen Energieversorgungsunternehmen somit auch die aktive Mitgestaltung der Energiewende vor Ort, unter Einbeziehung der lokalen Akteure und Bürger.
Die Energiewende regional gestalten : auf dem Weg zu einer Energiewende-Roadmap im Ruhrgebiet
(2017)
Diese Broschüre ist ein Produkt des Rahmenprogramms zur Umsetzung der Energiewende in den Kommunen des Ruhrgebiets: Die Aufgabe des Projektes bestand darin auszuloten, in welcher Weise Kommunen ihre Handlungskapazitäten zur Umsetzung der Energiewende in der Region bewahren beziehungsweise perspektivisch erweitern können.
Das Rahmenprogramm steuerte in seiner dreijährigen Projektlaufzeit (2013-2016) einen Beitrag zur Analyse der Handlungsfähigkeit von Kommunen im Ruhrgebiet zur Umsetzung der Energiewende bei und systematisierte bisherige Handlungsansätze in der Region. Es setzte an bestehenden Rahmenbedingungen an und versuchte, in Zusammenarbeit mit regionalen Akteurinnen und Akteuren künftige Handlungsansätze für eine langfristig angelegte Umsetzung der Energiewende in der Region zu identifizieren. Das vorliegende Dokument führt Ergebnisse des Projektes zusammen und formuliert strategische Hinweise für die weitere Umsetzung der Energiewende im Ruhrgebiet.
Im Projekt KomRev werden effiziente Energienutzungs- und Versorgungskonzepte am Beispiel der Stadt Rheine entwickelt. Ziel war es, mit einer sinnvollen Vernetzung der Bereiche Strom, Wärme und Verkehr eine weitgehend CO2-"freie" Energieversorgung im Jahr 2050 zu erreichen. Das Forschungskonsortium bestand aus dem Solar-Institut Jülich der FH Aachen, dem Wuppertal Institut sowie dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt.
Der vorliegende Bericht ist Ergebnis eines zweijährigen Forschungsprojekts im Rahmen des Virtuellen Instituts "Transformation - Energiewende NRW". Das Projekt wurde von der Stiftung Mercator finanziert. Der Bericht beschäftigt sich in mehreren Schritten mit der Transformation des Energie- und Industrielandes NRW: Er analysiert die ökonomischen Effekte der Energiewende in NRW und arbeitet Erfolgsfaktoren sowie Gestaltungsmöglichkeiten für industrielle Transformationsprozesse heraus. Nachfolgend werden zentrale Ergebnisse dieser Analyseschritte knapp zusammengefasst.
Deutschland verfügt über eines der weltweit führenden Systeme im Bereich der Abfallwirtschaft - vorrangiges Ziel ist es, Abfall sicher und umweltschonend zu entsorgen. Allerdings kommen nur ca. 14 Prozent der in der Industrie eingesetzten Rohstoffe aus dem Recycling, der Rest sind noch immer Primärmaterialien. Kreislaufwirtschaft findet noch nicht ausreichend statt: Rezyklate, aus Abfällen gewonnene Sekundärrohstoffe, werden noch weit unterhalb der möglichen Mengen in Produktions- und Nutzungsprozesse zurückführt. Werteverlust, Abhängigkeit von volatilen Rohstoffmärkten, geringere Ressourcenproduktivität und Externalitäten in Form von Umweltverschmutzung ließen sich damit vermeiden. Eine Digitalisierungsoffensive in Industrie und Abfallwirtschaft könnte dies bewirken. Eine Studie des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) verweist darauf, dass kein Umweltleitmarkt so stark von der Digitalisierung profitieren könnte wie die Kreislaufwirtschaft - und dass gleichzeitig kein Sektor bisher so schlecht aufgestellt ist.
Food labels are able to support consumers in making more sustainable food choices in out-of-home consumption situations. Thereby, the effect of changing consumption behaviour depends on the format of food labels and on the information it provides. In order to assess the importance of the amount of information as well as the design of food labels displaying sustainability aspects, we test different formats of food labels using a best-worst choice design. So far, no research tested a variation of information depth while keeping label designs fixed. We find clear preferences across both dimensions. Results indicate that consumers regard labels with a higher information depth as more helpful in order to choose a sustainable meal. For the label design it became obvious that the slider-design is preferred over footprints and traffic light label design.
Die Energiewende gilt als eine der zentralen gesellschaftlichen Projekte unserer Zeit. Ihre Bedeutung beschränkt sich nicht nur auf ihren bekannten Beitrag zum globalen Klimaschutz und auf die Reduzierung der Gefahren durch den Gebrauch von Atomenergie. Sie soll auch dazu dienen, die Energieimportabhängigkeit Deutschlands, mögliche Auswirkungen von Energiepreisschocks und die Wahrscheinlichkeit der Einbeziehung in zukünftige Ressourcenkriege zu reduzieren. Neben diesen Schutzfunktionen kann sie aber auch neue Geschäftsfelder und Arbeitsplätze schaffen und Innovationen in den Bereichen Effizienz und erneuerbare Energien voranbringen und damit einen Beitrag zu einer zukunftsorientierten, ökologischeren wirtschaftlichen Entwicklung beitragen.
Bereits 2010 hat die Bundesregierung Ziele in Bezug auf den Ausbau erneuerbarer Energien, die Steigerung der Energieeffizienz sowie die Reduktion des CO2-Ausstoßes formuliert. Während die Ziele hinsichtlich des Ausbaus erneuerbarer Energien im Stromsektor und am Wärmeverbrauch voraussichtlich erreicht werden, sind im Bereich der Energieeffizienzsteigerung weitere Anstrengungen notwendig. Zwar gibt es zahlreiche Energiedienstleistungsangebote und Förderprogramme, mit denen die Energieeffizienz gesteigert werden sollen, allerdings haben diese - insbesondere bei kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) - bisher nicht zu den gewünschten Ergebnissen geführt. Daher ist es Ziel der Arbeit, Ansätze für ein Konzept zur Realisierung von Energieeffizienzpotentialen in KMU zu entwickeln.
Der Untersuchungsraum der Arbeit liegt im östlichen Ruhrgebiet in der Region Unna/Kamen/Bergkamen/Bönen/Holzwickede und ist auf das Projekt "SWOT-Analyse zur Energiewende Unna/Kamen/Bergkamen/Bönen/Holzwickede“ des Wuppertal Instituts zurückzuführen, in dessen Rahmen diese Arbeit entstand. Im Zuge der Analyse wurden zentrale interne und externe Einflussfaktoren auf die Entscheidung regionaler KMU zur Durchführung von Energieeffizienzmaßnahmen analysiert sowie Praxisbeispiele zur Realisierung von Energieeffizienzpotentialen ausgewertet. Abschließend wurden die Analyseergebnisse zu ersten Ideen für ein Konzept zur Realisierung von Energieeffizienzpotentialen in KMU ausgearbeitet und als Handlungsempfehlungen formuliert.
Ein am Genug und somit an den Bedingungen planetarer Grenzen ausgerichtetes Handeln ist ein Schlüsselbaustein auf dem Weg in eine zukunftsfähige Gesellschaft. Sein volles Potenzial kann das Suffizienzprinzip aber nur dann entfalten, wenn die Rahmenbedingungen stimmen und sich die Diskussion von einem Bevormundungs- zu einem Emanzipationsdiskurs entwickelt.
Energie der Zukunft? : Nachhaltige Mobilität durch Brennstoffzelle und H2 ; Shell Wasserstoff-Studie
(2017)
Wasserstoff ist ein Element, das viel Beachtung erhält: Es gilt als Basis einer nachhaltigen Energiezukunft. Allerdings ist Wasserstoff nicht allein, er konkurriert mit anderen Energien und ihren Nutzungstechnologien. Es stellt sich die Frage, ob Wasserstoff im globalen Energiesystem der Zukunft eine tragende Rolle spielen kann bzw. wird. Shell ist schon seit Jahrzehnten in der Wasserstoff-Forschung und -Entwicklung aktiv. In Zusammenarbeit mit dem Wuppertal Institut hat Shell jetzt eine Energieträger-Studie erstellt, die sich mit dem aktuellen Stand und den langfristigen Perspektiven der Wasserstoffnutzung, insbesondere für Energie- und Verkehrszwecke, befasst.
Die Shell Wasserstoff-Studie diskutiert zunächst natürliche Vorkommen, Eigenschaften sowie historische Sichtweisen des Elements Wasserstoff. Anschließend werden aktuelle sowie künftige Verfahren und Ausgangsstoffe zur Erzeugung von Wasserstoff untersucht; dabei werden die Herstellungspfade in puncto Energieaufwand, Treibhausgasemissionen sowie Bereitstellungskosten miteinander verglichen. Weiterhin werden Fragen der Wasserstofflogistik untersucht. Dazu gehören zum einen heutige und künftige Speichermethoden, zum anderen die verschiedenen Transportoptionen und ihre jeweiligen Vorzüge einschließlich Fragen der Transportökonomie.
Es folgt eine Darstellung der unterschiedlichen Nutzungsmöglichkeiten von Wasserstoff. Unterschieden wird zwischen stofflichen und energetischen Nutzungen. Die Analyse der energetischen Wasserstoffnutzung fokussiert auf die Brennstoffzelle - und nicht auf Wärmekraftprozesse. Auf der Anwenderseite werden energetische stationäre Anwendungen für die Back-up-Stromerzeugung sowie die Hausenergieversorgung - und diese einschließlich Wirtschaftlichkeit - untersucht.
Den Schwerpunkt der Studie bilden (auto)mobile Wasserstoffanwendungen. Hierfür werden zunächst technologischer Stand und Perspektiven mobiler Anwendungen - von der Raumfahrt über Material Handling bis hin zum Pkw - erörtert. Anschließend wird die Wirtschaftlichkeit von wasserstoff-betriebenen Brennstoffzellen-Pkw (FCEV) mit Hilfe eines vereinfachten Autokosten-Vergleichs analysiert. Es schließt sich eine Diskussion des Aufbaus einer Wasserstoff-Tankstelleninfrastruktur für den Straßenverkehr an. Abschließend werden in Anlehnung an das ambitionierte 2DS-Wasserstoffszenario der Internationalen Energieagentur mögliche Auswirkungen von Brennstoffzellen-Pkw auf Kraftstoffverbrauch und Treibhausgasemissionen in ausgewählten Regionen bis 2050 diskutiert.
Der Abschlussbericht des dritten Arbeitspakets im Projekt "Energiesuffizienz" entwickelt aufbauend auf den Erkenntnissen der vorhergehenden Projektarbeiten Empfehlungen für ein integriertes Paket von Energiesuffizienzpolitiken im Feld Bauen/Wohnen. Der Fokus liegt auf dem Stromverbrauch in Haushalten. Dafür werden zunächst Leitlinien für die Governance von Energiesuffizienz und eine Methodik für die analytische Herleitung einer Energiesuffizienzpolitik entwickelt. Diese Analyse betrachtet Mikro- (Individuum) und Mesoebene (Haushalts-/Versorgungsökonomie). In sieben Schritten wird ein integriertes Politikpaket für Energieeffizienz und Energiesuffizienz entwickelt und eine juristische Kurzeinschätzung gegeben. Das Paket umfasst unter anderem eine Weiterentwicklung von Ökodesign und EU-Energielabel, eine integrierte Energieberatung sowie Förderprogramme für Geräte, die einen suffizienten Gebrauch ermöglichen, und für ressourceneffiziente Dienstleistungen, die Geräte im Haushalt ersetzen können. Zudem werden als Teil des Politikpakets auch übergreifende Politikansätze (Stromkundenkonto, Politikinstrumente zur Begrenzung des Wachstums der Pro-Kopf-Wohnflächen) analysiert.
Das Projekt "Energiewende integrativ - Entwicklung eines transformativen Forschungsdesigns am Beispiel der Energiewende Ruhr" (EnerTransRuhr) behandelte vordergründig die Energiewende im Gebäudebereich. Auf dieses Thema fokussierten sämtliche Arbeiten und Untersuchungen, die im Rahmen des Projekts durchgeführt wurden. Im Kern aber ging es um die Frage, wie ein Projektdesign im Verständnis transformativer Wissenschaft inhaltlich und methodisch aussieht, das einzelne Disziplinen und Methoden ebenso integriert wie in transdisziplinären Prozessen das Wissen und die Expertise von nicht wissenschaftlichen Projektbeteiligten.
Following the decisions of the Paris climate conference at the end of 2015 as well as similar announcements e.g. from the G7 in Elmau (Germany) in the summer of 2015, long-term strategies aiming at (almost) full decarbonisation of the energy systems increasingly move into the focus of climate and energy policy. Deep decarbonisation obviously requires a complete switch of energy supply towards zero GHG emission sources, such as renewable energy. A large number of both global as well as national climate change mitigation scenarios emphasize that energy efficiency will likewise play a key role in achieving deep decarbonization. However, the interdependencies between a transformation of energy supply on the one hand and the role of and prospects for energy efficiency on the other hand are rarely explored in detail.
This article explores these interdependencies based on a scenario for Germany that describes a future energy system relying entirely on renewable energy sources. Our analysis emphasizes that generally, considerable energy efficiency improvements on the demand side are required in order to have a realistic chance of transforming the German energy system towards 100 % renewables. Efficiency improvements are especially important if energy demand sectors will continue to require large amounts of liquid and gaseous fuels, as the production of these fuels are associated with considerable energy losses in a 100 % renewables future. Energy efficiency on the supply side will therefore differ considerably depending on how strongly the use of liquid and gaseous fuels in the various demand sectors can be substituted through the direct use of electricity. Apart from a general discussion of the role of energy efficiency in a 100 % renewable future, we also look at the role of and prospects for energy efficiency in each individual demand sector.
Energy of the future? : Sustainable mobility through fuel cells and H2 ; Shell hydrogen study
(2017)
Over the years Shell has produced a number of scenario studies on key energy issues. These have included studies on important energy consumption sectors such as passenger cars and commercial vehicles (lorries and buses) and the supply of energy and heat to private households, as well as studies on the state of and prospects for individual energy sources and fuels, including biofuels, natural gas and liquefied petroleum gas.
Shell has been involved in hydrogen production as well as in research, development and application for decades, with a dedicated business unit, Shell Hydrogen. Now, in cooperation with the Wuppertal Institute in Germany, Shell has conducted a study on hydrogen as a future energy source. The study looks at the current state of hydrogen supply path- ways and hydrogen application technologies and explores the potential and prospects for hydrogen as an energy source in the global energy system of tomorrow. The study focuses on the use of hydrogen in road transport and specifically in fuel cell electric vehicles (FCEVs), but it also examines non-automotive resp. stationary applications.
Energy sufficiency has recently gained increasing attention as a way to limit and reduce total energy consumption of households and overall. This paper presents selected results of a research project funded by the German Federal Ministry of Education and Research that examined the potentials and barriers for energy sufficiency with a focus on electricity in households, how household members perceive sufficiency practices, and how policymakers could support and encourage these. Bottom-up calculations for an average 2-person household in Germany yielded a total electricity savings potential from energy efficiency and sufficiency combined of theoretically up to 75 %.
The continuous growth of per capita living space was identified as one important driver for additional energy consumption both for heat and electricity. The paper will present findings of a representative survey of 600 persons responsible for the housework. It revealed that a part of the households is already practicing sufficiency options or are open towards these. Up to 30 % of these households can imagine, given the right conditions and policy support, to move to a smaller dwelling or to share an apartment with others when they are older.
Results of a first comprehensive analysis of an energy sufficiency policy to encourage and support households to sufficiency practices form the second part of the paper, with a focus on the feasibility and potential effectiveness of instruments for limiting the growth in average living space per person. This includes a case study on fostering communal housing projects as a measure to reduce living space. Further, the feasibility of a cap scheme for the total electricity sales of a supplier to its customers was examined. Instruments supporting energy-efficient and sufficient purchase and use of equipment complete the integrated energy sufficiency and efficiency policy package.
The paper will finally present the project's conclusions on an integrated energy sufficiency policy package resulting from this analysis.
Altfahrzeuge enthalten sowohl Schadstoffe als auch Wertstoffe und sind daher nach den Vorgaben der Altfahrzeugverordnung ordnungsgemäß zu behandeln und zu verwerten. Gefahren für die Umwelt können so vermieden und Wertstoffe zurückgewonnen werden. Dementsprechend ist es wichtig, dass die ordnungsgemäße Behandlung und Verwertung von Altfahrzeugen auch belegt werden kann. Grundlegend ist vor diesem Hintergrund, dass nachvollziehbar ist, wo Fahrzeuge verbleiben, die außer Betrieb gesetzt und in Deutschland nicht wieder zum Straßenverkehr zugelassen werden. Mit den vorliegenden statistischen Angaben war dies in den letzten Jahren nur teilweise möglich. Beispielsweise war vor Projektbeginn für das Jahr 2013 der Verbleib von 1,18 Millionen Fahrzeugen nicht aufklärbar. Ziel des Vorhabens war es daher, den Verbleib von außer Betrieb gesetzten Fahrzeugen möglichst lückenlos aufzuklären. Darauf aufbauend erarbeiteten die Autoren Vorschläge, um die Datenlage dauerhaft zu verbessern.
Replacing traditional technologies by renewables can lead to an increase of emissions during early diffusion stages if the emissions avoided during the use phase are exceeded by those associated with the deployment of new units. Based on historical developments and on counterfactual scenarios in which we assume that selected renewable technologies did not diffuse, we conclude that onshore and offshore wind energy have had a positive contribution to climate change mitigation since the beginning of their diffusion in EU27. In contrast, photovoltaic panels did not pay off from an environmental standpoint until very recently, since the benefits expected at the individual plant level were offset until 2013 by the CO2 emissions related to the construction and deployment of the next generation of panels. Considering the varied energy mixes and penetration rates of renewable energies in different areas, several countries can experience similar time gaps between the installation of the first renewable power plants and the moment in which the emissions from their infrastructure are offset.
The analysis demonstrates that the time-profile of renewable energy emissions can be relevant for target-setting and detailed policy design, particularly when renewable energy strategies are pursued in concert with carbon pricing through cap-and-trade systems.
There is a large potential for cost-effective solutions to reduce greenhouse gas emissions and to improve the sustainability of the transport sector that is yet unexploited. Considering the cost-effectiveness and the potential for co-benefits, it is hard to understand why energy gains and mitigation action in the transport sector is still lagging behind the potential. Particularly interesting is the fact that there is substantial difference among countries with relatively similar economic performances, such as the OECD countries in the development of their transport CO2 emission over the past thirty years despite the fact that these countries had relatively similar access to efficient technologies and vehicles. This study aims to apply some well established political science theories on the particular example of climate change mitigation in the transport sector in order to identify some of the factors that could help explain the variations in success of policies and strategies in this sector. The analysis suggests that institutional arrangements that contribute to consensus building in the political process provide a high level of political and policy stability which is vital to long-term changes in energy end-use sectors that rely on long-term investments. However, there is no direct correlation between institutional structures, e.g. corporatism and success in reducing greenhouse gas emissions in the transport sector. Environmental objectives need to be built into the consensus-based policy structure before actual policy progress can be observed. This usually takes longer in consensus democracies than in politically more agile majoritarian policy environments, but the policy stability that builds on corporatist institutional structures is likely to experience changes over a longer-term, in this case to a shift towards low-carbon transport that endures.
The EU-CIVITAS project FLOW has developed a multimodal methodology to calculate the impact of walking and cycling measures on transport network performance and congestion. The methodology better includes non-motorised modes than previous methods which focussed on motorised transport. The article outlines key characteristics.
Im Rahmen des Forschungsclusters "Transformation Industrieller Infrastrukturen" des Virtuellen Instituts "Transformation - Energiewende NRW" haben sich Helena Mölter, Georg Kobiela, Daniel Vallentin und Timon Wehnert vom Wuppertal Institut mit Formaten zur Unterstützung von Transformations- und Innovationsprozessen in Unternehmen beschäftigt. Die Energiewende stellt nicht nur eine Herausforderung für Unternehmen dar, sondern bietet auch die Möglichkeit, zu Vorreitern der Dekarbonisierung zu werden. CO2-arme Produkte, Produktionsprozesse und Geschäftsmodelle können die Konkurrenzfähigkeit stärken. Doch was können Unternehmen tun, um die notwendigen Innovationen - auch in Kooperationen mit anderen - voranzutreiben? Dieser Frage nehmen sich die Autorinnen und Autoren in ihrer Studie an.
Background: Global targets for reducing resource use have been set by organizations such as the International Resource Panel and the European Commission. However, these targets exist only at the macro level, e.g., for individual countries. When conducting an environmental analysis at the micro level, resource use is often neglected as an indicator. No sum parameter indicating all abiotic and biotic raw materials has been considered for life cycle assessment, as yet. In fact, life cycle assessment databases even lack some of the specific input flows required to calculate all abiotic and biotic raw materials. In contrast, the cumulative energy demand, an input-based indicator assessing the use of energy resources, is commonly used, particularly when analyzing energy-intensive product systems.
Methods: In view of this, we analyze the environmental relevance of the sum parameter abiotic and biotic raw material demand, which we call the material footprint. First, we show how abiotic and biotic raw material demand can be implemented in the Ecoinvent life cycle assessment database. Employing the adapted database, the material footprint is calculated for 12 individual datasets of chosen materials and crops. The results are compared to those of the cumulated energy demand and four selected impact categories: climate change, ozone depletion, acidification, and terrestrial eutrophication.
Results: The material footprint is generally high in the case of extracted metals and other materials where extraction is associated with a large amount of overburden. This fact can lead to different conclusions being drawn compared to common impact categories or the cumulative energy demand. However, the results show that both the range between the impacts of the different materials and the trends can be similar.
Conclusions: The material footprint is very easy to apply and calculate. It can be implemented in life cycle assessment databases with a few adaptions. Furthermore, an initial comparison with common impact indicators suggests that the material footprint can be used as an input-based indicator to evaluate the environmental burden, without the uncertainty associated with the assessment of emission-based impacts.
This paper analyses India's participation in more than two decades of global climate politics. India has transitioned from a protest voice on the fringes of global climate policy to one that is actively shaping international efforts to combat climate change. Analysis of the drivers behind India's negotiating positions on climate change thus far has focused on the competing motives of equity and co-benefits, which has however been insufficient to explain some of India's recent actions in global climate governance. There is a gap in the literature with regards to the analysis of Indian climate policy as situated in its larger foreign policy agenda and objectives. This paper studies the evolution of India's climate policy through the perspective of its broader foreign policy strategy, arguing that India's engagement with international climate politics can be better understood by locating its climate policy as a subset of its foreign policy agenda. Shifts in India's climate change negotiation stance in the past decade have been but a part of its overall foreign policy adjustments in favour of greater responsibility in management of the global commons. Going forward, tracking Indian foreign policy objectives will yield vital clues towards India’s role in global climate action.
Gerechtigkeit im Treibhaus
(2017)
Die Religionen haben in Sachen Klimawandel rhetorisch mobilgemacht, und ihre Warnrufe gipfeln darin, die Erdüberhitzung bedrohe nicht nur die Natur, sondern auch das Zusammenleben der Menschen. Betont werden etwa die "Verwundbarkeit der Armen" ("Islam Declaration"), das "Leiden für alle Lebewesen" (Buddhismus), die "ökologischen Schulden" (Papst Franziskus) und die "Klimagerechtigkeit" (Weltkirchenrat). Zudem haben sich mit letzterer Losungzahl reiche NGOs identifiziert; die Parole "Climate Justice" ist in den 2000er Jahren zur Fanfare der Zivilgesellschaft geworden, die die internationale Klimapolitik bis heute begleitet. Was hat es mit der "Climate Justice" auf sich? Wie verändert sich der Klimadiskurs, wenn man die Gerechtigkeitsperspektive einnimmt? Und welche Folgen hat das für die Entwicklungspolitik?
Wenn sich im November die internationale Staatengemeinschaft zur 23. UN-Klimakonferenz (Conference of the parties, kurz COP23) in Bonn trifft, um über die Umsetzung des Pariser Klimaabkommens zu beraten, wird auch die Forderung nach mehr Gerechtigkeit in der Klimapolitik laut werden. Denn die Parole "Climate Justice" ist in den 2000er-Jahren nicht nur zur Fanfare der Zivilgesellschaft geworden, die die internationale Klimapolitik bis heute begleitet. Längst fordern auch die vom Klimawandel besonders betroffenen Staaten, die Hauptverursacher der Erderwärmung - und damit vorwiegend die Staaten des globalen Nordens - stärker in die Pflicht zu nehmen.
Doch was hat es mit der "Climate Justice" auf sich? Wie verändert sich der Klimadiskurs, wenn man die Gerechtigkeitsperspektive einnimmt? Und welche Folgen hat das für die Entwicklungspolitik? Mit diesen Fragen befasst sich der vorliegende Beitrag.
Global climate
(2017)
On 7-18 November, the twenty-second Conference of the Parties (COP-22) to the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) and the twelfth Meeting of the Parties to the Kyoto Protocol (CMP-12) took place in Marrakech. Due to the rapid entry into force of the Paris Agreement, Marrakech also hosted the first Conference of the Parties serving as the Meeting of the Parties to the Paris Agreement (CMA-1). Nobody had expected this one year before in Paris - the entry into force of the Kyoto Protocol, by comparison, had taken eight years. Many hailed the rapid entry into force as further proof of the commitment of the world community to finally tackle the climate problem.
Global climate
(2017)
On 12 December, the twenty-first Conference of Parties (COP-21) of the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) adopted the Paris Agreement. This marked the conclusion of the long process of crafting a new international climate regime that began with the adoption of the Bali Roadmap in 2007, failed spectacularly in Copenhagen in 2009, and resumed with a new approach in Durban 2011. This article summarizes and analyzes the main contents of the Paris Agreement.
A fundamental change in societal values and economic structures is required to address increasing pressures on ecosystems and natural resources. Transition research has developed in the last decades to analyze the co-dynamics of technological, institutional, social and economic elements in the provision of key functions such as energy, water and food supply. This doctoral dissertation provides conceptual and methodological contributions to the pro-active governance of sustainability transitions. Three research gaps are identified that are addressed in this dissertation. First, a comprehensive conceptualization of learning in sustainability transitions is currently missing that comprises learning at multiple societal levels (ranging from individuals to policy-actors). Learning concepts are often not explicitly discussed in transition research even though learning is considered as fundamental for innovation processes, niche formation and development as well as breakthrough and diffusion of innovations. Second, methods for the analysis and design of transition governance processes are lacking that specify case-specific intervention points and roles of actors in the implementation of innovations. Third, participatory modeling approaches are only applied to a limited extent in transition research despite a high potential for supporting communication and learning. The conceptualization of multi-level learning developed in this doctoral research conceptualizes learning at different societal levels as specific learning contexts ranging from individual and group contexts to organizational and policy contexts. The conceptual framework further differentiates between learning processes, intensity, objects, outcomes, subjects and factors, allowing for a more detailed analysis of learning within and across learning contexts. Thus, learning contexts can be linked by processes that involve actors from different learning contexts (e.g., community groups and policy-makers), as well as exchanges of physical aspects, institutions and knowledge (in the form of "learning factors"). This research has also provided a classification of model uses in transition research that supports a purposeful discussion of the opportunities of modeling and promising future research directions. The methodology developed in this doctoral research aims at the analysis and design of transition governance processes by specifying the various opportunities to contribute to sustainability transitions through purposeful action at different societal levels, as well as related roles of stakeholders in implementing such processes of change. The methodology combines different streams of previous research: 1) a participatory modeling approach to identify problem perceptions, case-specific sustainability innovations as well as related implementation barriers, drivers and responsibilities; 2) a systematic review to identify supportive and impeding learning factors from the general literature that can complement case-specific factors; and 3) a method for the analysis and design of case-specific transition governance processes. Three case studies in Canada (topic: sustainable food systems), Cyprus (water-energy-food nexus) and Germany (sustainable heating supply) have been selected to test and iteratively develop the methodology described above. The results for each case study reveal that there are learning objects (i.e., learning requirements) in all learning contexts, which underscores the importance of multi-level learning in sustainability transitions, ranging from the individual to the group, organizational and policy levels. Actors have various opportunities to actively facilitate societal transformations towards sustainable development either directly through actions at their particular societal levels (i.e., context-internal learning) or indirectly through actions that influence learning at other societal levels. In fact, most of the learning factors require cooperation across learning contexts during the implementation process. The comparing of learning factors across case studies underline the importance of several factor categories, such as "physical a disturbance or crisis", "information and knowledge". Of the 206 factors identified by stakeholders, 40 factors are case-specific and not contained in the general, review-based factor list. This underscores the value of participatory research, as general, top-down analyses might have overlooked these case-specific factors. The methodology presented in this dissertation allows for the identification and analysis of case-specific intervention points for sustainability transitions at multiple societal levels. The methodology furthermore permits the analysis of interplay between individual, group, organizational and policy actions, which is a first step towards their coordination. The focus on sustainability innovations links the broad topic of sustainability transitions to a set of opportunities for practical interventions and overcoming their implementation barriers. The methodology presented allows for the analysis and design of these interlinkages between learning contexts. While the methodology cannot provide any "silver bullets" for inducing sustainability transitions, it is flexible enough to identify an appropriate abstraction level for analyzing and designing transition governance processes. The methodology developed in this doctoral research also provides several contributions for the development of participatory modeling methods in transition research. Thus, the participatory method supports an integrated analysis of barriers and drivers of sustainability innovations, and allows application in practice and education. The concepts and methods developed in this research project allow for reflection on transition governance processes from a systemic viewpoint. Experiences in the case studies underline the applicability of the concepts and methods developed for the analysis of case-specific transition governance processes. Despite substantial differences in the geographic location, culture and topics addressed, all case studies include promising sustainability innovations and the engagement of multiple actors in their implementation. The diversity and multitude of initiatives in the case study regions provides an optimistic outlook on future opportunities for large-scale sustainability transitions.
Contemporary combined heat and power (CHP) systems are often based on fossil fuels, such as natural gas or heating oil. Thereby, small-scale cogeneration systems are intended to replace or complement traditional heating equipment in residential buildings. In addition to space heating or domestic hot water supply, electricity is generated for the own consumption of the building or to be sold to the electric power grid.
The adaptation of CHP-systems to renewable energy sources, such as solid biomass applications is challenging, because of feedstock composition and heat integration. Nevertheless, in particular smallscale CHP technologies based on biomass gasification and solid oxide fuel cells (SOFCs) offer significant potentials, also regarding important co-benefits, such as security of energy supply as well as emission reductions in terms of greenhouse gases or air pollutants. Besides emission or air quality regulations, the development of CHP technologies for clean on-site small-scale power generation is also strongly incentivised by energy efficiency policies for residential appliances, such as e.g. Ecodesign and Energy Labelling in the European Union (EU). Furthermore, solid residual biomass as renewable local energy source is best suited for decentralised operations such as micro-grids, also to reduce long-haul fuel transports. By this means such distributed energy resource technology can become an essential part of a forward-looking strategy for net zero energy or even smart plus energy buildings.
In this context, this paper presents preliminary impact assessment results and most recent environmental considerations from the EU Horizon 2020 project "FlexiFuel-SOFC" (Grant Agreement no. 641229), which aims at the development of a novel CHP system, consisting of a fuel flexible smallscale fixed-bed updraft gasifier technology, a compact gas cleaning concept and an SOFC for electricity generation. Besides sole system efficiencies, in particular resource and emission aspects of solid fuel combustion and net electricity effects need to be considered. The latter means that vastly less emission intensive gasifier-fuel cell CHP technologies cause significant less fuel related emissions than traditional heating systems, an effect which is further strengthened by avoided emissions from more emission intensive traditional grid electricity generation. As promising result, operation "net" emissions of such on-site generation installations may be virtually zero or even negative. Additionally, this paper scopes central regulatory instruments for small-scale CHP systems in the EU to discuss ways to improve the framework for system deployment.
Grüne Labore als Reallabore
(2017)