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Technologische Innovationen in den Bereichen erneuerbare Energien und Energieeffizienz bilden eine wesentliche Grundlage der weltweiten Energiesystemtransformation und wirken bei geeigneter Implementierung als Wertschöpfungsmotor. Die Größe und erhebliche Wachstumsdynamik der internationalen Märkte für Energietechnologien und -systeme macht die Positionierung deutscher Unternehmen auf diesen Märkten daher zu einem Thema von sehr weitreichender wirtschaftspolitischer Relevanz. Daraus ergibt sich die Frage, wie Deutschland von einer konsequenten Umsetzung der Energiewende und seiner damit verbundenen Vorreiterfunktion auf den internationalen Märkten für Energietechnologien profitieren kann.
Die Energiewende stellt einen ambitionierten und zugleich hochkomplexen Transformationsprozess dar. Der vorliegende Artikel stellt acht Thesen auf, die dabei helfen können, die Herausforderungen besser zu verstehen und Ansatzpunkte für zukünftiges Handeln zu identifizieren sowie Forschungsbedarf aufzuzeigen.
Die Transformation des deutschen Energiesystems in Richtung signifikanter Reduktion energiebedingter CO2-Emissionen kann durch eine Abfolge verschiedener Phasen beschrieben werden. Phasenübergänge ergeben sich dabei aus strukturellen Erfordernissen im Gesamtsystem bei kontinuierlichem weiteren Ausbau erneuerbarer Energiewandler, insbesondere Sonne und Wind. Die anstehende zweite Phase der Transformation ist durch eine umfassende Systemintegration volatiler erneuerbarer Energien insbesondere im Bereich der Strombereitstellung geprägt. Dies erfordert sowohl eine flexible komplementäre Erzeugung als auch die Aktivierung von Flexibilitätsoptionen auf der Verbrauchsseite.
In der Kurzanalyse wird die Mehrwertsteuer zunächst im Kanon der Steuerarten eingeordnet und die zentralen Gesetzesgrundlagen für die derzeitige Systematik und Differenzierungsvarianten dargestellt. Es werden ressourcenrelevante Mehrwertsteuer-Eingruppierungen mit Änderungsbedarf aufgezeigt und Vereinfachungen beziehungsweise Angleichungen vorgeschlagen. Die Implementationshürden einer solchen Reform und der sich ergebende Forschungsbedarf werden skizziert.
Heating behavior of households is key for reducing domestic energy demand and mitigating climate change. Recently, various technical devices have been developed, providing households with feedback on their heating behavior and supporting energy conservation behavior.
The impact of such devices on overall energy consumption depends on (1) the impact of a device within a household, (2) the diffusion of devices to other households and the number of adopters, and (3) the diffusion of the induced behavioral change beyond these households. While the first two processes are currently established in assessments of sustainable household devices, we suggest that adding behavior diffusion is essential when assessing devices that explicitly target behavioral change. We therefore propose an assessment framework that includes all three processes. We implement this framework in an agent-based model by combining two existing simulation models to explore the effect of adding behavior diffusion. In three simulation experiments, we identify two mechanisms by which behavior diffusion (1) spreads the effect of such devices from adopters to non-adopters and (2) increases the average speed of behavioral change of households. From these results we conclude that behavior diffusion should be included in assessments of behavior-changing feedback devices.
Im Auftrag der Stadt Kempten (Allgäu) untersuchte das Wuppertal Institut auf Basis vorliegender Baupläne, inwieweit zentrale Elemente für die Entwicklung des nachhaltigen und CO2-optimierten Neubauquartiers "Halde-Nord" berücksichtigt wurden. Inhaltlich wurden die Entwürfe entlang folgender Aspekte diskutiert: 1. Nachhaltige Energieversorgung / 2. Gebäudeeffizienzstandards / 3. Energieeffizientes Handeln und Suffizienz / 4. Baumaterialien, Graue Energie und Ressourcen / 5. Klimaresilienz und Verbesserung des Mikroklimas / 6. Siedlungsstruktur und städtebauliche Aspekte von Verkehrsanbindung und Mobilität / 7. Soziale Aspekte.
Während der gesamten Dauer seines Lebens ist der Mensch beständig mit dem Phänomen "Knappheit" konfrontiert. Er muss essen, trinken, sich vor den Unbilden der Natur schützen - und das unter widrigen Bedingungen wie Kälte und Hitze oder beschränkter Nahrungsverfügbarkeit in vielen Regionen der Erde. Vor diesem Hintergrund der "Knappheit" hat die Menschheit jedoch beeindruckende Zivilisationsleistungen vollbracht: die Entwicklung der Landwirtschaft seit dem Neolithikum, die Gründung von Städten, den Aufbau industrieller Produktion ab dem späten 18. Jahrhundert. Mit jedem Schritt entstanden dabei neue Erfahrungen von Fülle, im Sinne von materiellem Reichtum, aber auch von wachsendem Bewusstsein für die nichtmateriellen Faktoren, die ein erstrebenswertes Leben auszeichnen, z. B. Bildung, Kultur und gesellschaftliche Teilnahme.
Uwe Schneidewind definiert Suffizienz und erläutert die Hintergründe.
Einsparpotenziale beim Kunststoffeinsatz durch Industrie, Handel und Haushalte in Deutschland
(2015)
Die Produktion von Kunststoffen ist eine Geschichte extremen Wachstums: waren es global 1950 noch 1,7 Millionen, sind es 2012 weltweit 288 Millionen Tonnen (Mt). 57 Mt davon werden in der EU erzeugt mit einem gleichzeitigen Abfallvolumen von 25 Mt. Einher gehen hohe Verbräuche fossiler Rohstoffe mit entsprechenden Umweltbelastungen und massiven Schäden, die durch Plastikmüll verursacht werden. Das Wuppertal Institut hat im Auftrag des Naturschutzbunds Deutschland (NABU) untersucht, wie sich dieser Wachstumstrend in Deutschland ohne Gegensteuerung fortsetzen wird und mit welchen Strategien die Plastikflut eingedämmt werden kann. Die Autoren der Studie errechneten einen Steigerung um 28 Prozent bis zum Jahr 2030, insbesondere in den Bereichen Verpackungen und Bau. Für die künftig wichtigsten Anwendungsbereiche wurden in der Studie jeweils drei konkrete Ansätze zur Verringerung des Kunststoffeinsatzes aus den Bereichen Industrie, Handel und Haushalte ausgewählt. Diese neun Optionen wurden an Fallbeispielen auf ihre Vor- und Nachteile und die grundsätzliche technische, rechtliche und ökonomische Machbarkeit hin diskutiert. Umsetzungsansätze liefert die Studie für den politischen Raum, für Unternehmen und den privaten Konsum.
Der vorliegende Artikel hat das Themenheft "Suffizienz" der Zeitschrift Umweltwirtschaftforum eröffnet. Er hat als Ausgangspunkt die These: Sowohl Dematerialisierung (Effizienz) wie Naturverträglichkeit (Konsistenz) verfehlen ihr Ziel, nämlich Nachhaltigkeit, wenn nicht das Prinzip der Selbstbeschränkung (Suffizienz) an ihre Seite tritt. Aufgefächert wird der Begriff der Suffizienz in fünf Dimensionen: Entschleunigung, Regionalität, Gemeinwohlökonomie, Commons und Lebenskunst. Der Beitrag knüpft an den Artikel "Die vier E's: Merkposten für einen maß-vollen Wirtschaftsstil" (W. Sachs, 1993) an.
Neuerdings ist es wieder "hoffähig" geworden, von Suffizienz zu sprechen. Das ist auch gut so, denn die gewünschte Energiewende schreitet mit Sicherheit schneller und zielstrebiger voran, wenn Suffizienz-, Effizienz- und Konsistenzstrategien zusammenwirken. Neben den notwendigen technischen Veränderungen ist aber auch eine sozial-kulturelle Transformation erforderlich.
Michael Kopatz beschreibt den Weg zur Suffizienz anhand eines Wohnflächen-Moratoriums.
Die Landesregierung in NRW hat am 14.4.2015 den in einem aufwändigen Stakeholderprozess erstellten Klimaschutzplan vorgestellt. Eines der Ziele war, die Klimaschutzpolitik als langfristige Strukturpolitik zu implementieren und entsprechende Prozesse in die Breite der Gesellschaft zu tragen. Weitere Bundesländer und der Bund selbst haben inzwischen ähnliche Prozesse eingeleitet. In zahlreichen anderen Ländern gibt es Beschlüsse, die in diese Richtung gehen. Eine Übersicht über den Prozess der Planerstellung in NRW und über den Stand der Diskussion in Deutschland verdeutlicht, wie Klimaschutzpläne durch partizipatorische Elemente in der Erstellungsphase mehr Akzeptanz erfahren können.
The book shows that the implementation of a sustainable energy strategy in Iran provides the opportunity for further economic and social development. In this context, the aim of the book is to provide some of the analyses needed to rethink the country’s energy strategy and to grasp the chances. The authors hope to make a contribution to the emerging and rapidly growing discussion on better energy alternatives and the respective opportunities for investment, innovation and modernization. The work presented in the book should provide ideas for such opportunities and create a vision of how this could contribute towards developing a more sustainable, efficient and prosperous future energy system for Iran.
The book is based on long-term academic cooperation between Iranian researchers from several universities and the Iranian Energy Association and German researchers from the Wuppertal Institute, Büro Ö-quadrat and the University of Osnabrück. The book in hand is an important result of the collaboration. So its publication lends itself to taking stock of these twelve years of continued cooperation.
This article presents an integrated assessment conducted in order to explore whether carbon capture and storage (CCS) could be a viable technological option for significantly reducing future CO2 emissions in South Africa. The methodological approach covers a commercial availability analysis, an analysis of the long-term usable CO2 storage potential (based on storage capacity assessment, energy scenario analysis and source-sink matching), an economic and ecological assessment and a stakeholder analysis. The findings show, that a reliable storage capacity assessment is needed, since only rough figures concerning the effective capacity currently exist. Further constraints on the fast deployment of CCS may be the delayed commercial availability of CCS, significant barriers to increasing the economic viability of CCS, an expected net maximum reduction rate of the power plant's greenhouse gas emissions of 67%-72%, an increase in other environmental and social impacts, and low public awareness of CCS. One precondition for opting for CCS would be to find robust solutions to these constraints, taking into account that CCS could potentially conflict with other important policy objectives, such as affordable electricity rates to give the whole population access to electricity.
The German federal state of North Rhine-Westphalia (NRW) is home to one of the most important industrial regions in Europe, and is the first German state to have adopted its own Climate Protection Law (CPL). This paper describes the long-term (up to 2050) mitigation scenarios for NRW’s main energy-intensive industrial sub-sectors which served to support the implementation of the CPL. It also describes the process of scenario development, as these scenarios were developed through stakeholder participation. The scenarios considered three different pathways (best-available technologies, break-through technologies, and CO2 capture and storage). All pathways had optimistic assumptions on the rate of industrial growth and availability of low-carbon electricity. We find that a policy of "re-industrialisation" for NRW based on the current industrial structures (assumed here to represent an average growth of NRWs industrial gross value added (GVA) of 1.6% per year until 2030 and 0.6% per year from 2030 to 2050), would pose a significant challenge for the achievement of overall energy demand and German greenhouse gas (GHG) emission targets, in particular as remaining efficiency potentials in NRW are limited. In the best-available technology (BAT) scenario CO2 emission reductions of only 16% are achieved, whereas the low carbon (LC) and the carbon capture and storage (CCS) scenario achieve 50% and 79% reduction respectively. Our results indicate the importance of successful development and implementation of a decarbonised electricity supply and breakthrough technologies in industry - such as electrification, hydrogen-based processes for steel, alternative cements or CCS - if significant growth is to be achieved in combination with climate mitigation. They, however, also show that technological solutions alone, together with unmitigated growth in consumption of material goods, could be insufficient to meet GHG reduction targets in industry.
Energy systems with high shares of renewable electricity are feasible, but require balancing measures such as storage, grid exchange or demand-side management to maintain system stability. The demand for these balancing options cannot be assessed separately since they influence each other. Therefore, a model was developed to analyze these mutual dependencies by optimizing a concerted use of balancing technologies. This model is presented here. It covers the European electricity system in hourly resolution. Since this leads to a large optimization problem, several options for reducing system complexity are presented. The application of the model is illustrated with a case study outlining the effects of pumped hydro storage and controlled charging of electric vehicles in central Europe.
The German "Energiewende" (energy transition) is meant to be a contract between generations. The rebuilding of the whole energy system is designed and financed today in order to safeguard our children and grandchildren against fundamental risks: the enormous economic, social and environmental costs of a fossil-nuclear energy system, the risks of the nuclear fuel-cycle and the impacts of climate change, as well as energy import dependency, price shocks and geopolitical disputes over scarce resources. In contrast, a successful Energiewende creates new business areas and qualified jobs and increases competitiveness in the "green race" - in particular on the lead markets for efficiency technology and renewable energy. Accordingly, the Energiewende is described in this book as the collective effort of post-war German history and as a unique learning arena for a positive socio-economic transformation with international relevance. The book covers the formation of both the social and scientific Energiewende consensus, quantitative scenarios, the state of the Energiewende in 2015, the need for further policy intervention - in particular with respect to energy efficiency, and not least the integration of efficiency, sufficiency and renewable energy policies.
Im Rahmen einer strategischen Partnerschaft zwischen Deutschland und Brasilien verfolgt die Zusammenarbeit für Nachhaltige Entwicklung (ZnE) das beidseitige Interesse, die Klima- und Biodiversitätsziele Brasiliens zu erreichen. Die Schwerpunkte der deutsch-brasilianischen Zusammenarbeit liegen auf den Bereichen Schutz und nachhaltige Nutzung der brasilianischen Tropenwälder und Erneuerbaren Energien und Energieeffizienz.
Im Schwerpunkt Energie kooperieren GIZ und KfW im Auftrag des BMZ seit 2009 mit brasilianischen Partnern. Die Zusammenarbeit beruht hierbei auf zentralen Hypothesen bezüglich zu erwartender Wirkungen im Hinblick auf die brasilianische Energiematrix, die Reduktion von Treibhausgasemissionen, die Schaffung geeigneter Rahmenbedingungen für erneuerbare Energien und Energieeffizienz, sowie die Entstehung neuer Märkte.
Ziel ist, mit den von deutscher Seite eingesetzten Ressourcen einen höchstmöglichen Mehrwert in den Bereichen Klimaschutz und Biodiversität zu erreichen. Ein zusätzlicher Aspekt der Zusammenarbeit ist die Förderung neuer Märkte für international wettbewerbsfähige Zweige der deutschen und europäischen Wirtschaft.
Inwieweit die unternommenen Maßnahmen zu den erwarteten Wirkungen beitragen, und wie sie weiterentwickelt werden könnten, wurde im Rahmen dieser Studie in Zusammenarbeit mit dem brasilianischen Partnerinstitut COPPE der Universität Rio de Janeiro anhand von ausgewählten Projekten aus verschiedenen Technologiebereichen untersucht. Diese Studie dient neben der kritischen Betrachtung von abgeschlossenen und laufenden Vorhaben der ZnE auch der künftigen strategischen Ausrichtung der technischen und finanziellen Zusammenarbeit zwischen Deutschland und Brasilien.
This report is a synthesis of the research and re-evaluates the options previously considered in this project (Vieweg et al (2014)) in the light of the negotiation process up to today. The mitigation-related design elements considered are:
Participation and differentiation of countries; Types of commitments, including also the compulsory character of the commitments and time aspects; Guidance on ambition of the commitments to assure adequacy of global and individual countries' efforts; Transparency of commitments.
Limiting global warming to below 2 °C or even 1.5 °C requires a fundamental transformation of global socio-economic systems. This need for transformation has been taken up by international climate policy. This article synthesizes criteria of transformational change from transition research and climate finance agencies. On this basis, the article conducts a multi-criteria evaluation of the transformative potential of the European Union Emissions Trading Scheme (EU ETS), currently the world's largest market-based climate policy. From this case it can be inferred that emissions trading can "destabilize" incumbent high-emission practices, but its effectiveness in fostering innovation is limited. Furthermore, the analysis shows that details in the arrangements of the scheme such as allocation rules can have a strong detrimental impact on its outcome. If a global carbon market with a uniform price were introduced, this could lead to developing countries "buying in" with large amounts of freely allocated allowances. This, however, has been shown to thwart transformational effects and instead contribute to further carbon lock-in.
Energieeffizienz weltweit : energieeffiziente Gebäude als Schlüssel für eine nachhaltige Entwicklung
(2015)
Rund ein Drittel der weltweiten energiebezogenen CO2-Emissionen sind auf den Verbrauch durch Gebäude zurückzuführen. Ohne eine sogenannte Gebäudewende sind die notwendigen CO2-Einsparungen nicht zu ereichen. Eine Internetplattform bündelt das weit verstreute Wissen zu diesem Thema und bietet Orientierung.
Brasiliens Nachfrage nach Strom ist in den vergangenen Jahren stark gewachsen. Auch für die kommenden Jahre ist mit einer weiteren Steigerung von jährlich etwa 3,5 Prozent der Nachfrage zu rechnen. Dies stellt das Land vor eine große Herausforderung. Zusätzlich steht die auf Wasserkraft basierende Stromerzeugung des Landes aufgrund geringer Niederschläge und Wasserstandsmengen vor einem Engpass. Deshalb kommen fossilthermische Reservekraftwerke insbesondere seit dem vergangenen Jahr verstärkt zum Einsatz und verteuern die Stromerzeugung erheblich.
Auch der Ausbau nicht-konventioneller Erneuerbarer Energien zur Diversifizierung der Strommatrix läuft in Brasilien nur sehr langsam an. Eine Planung zur systematischen Integration verschiedener Erneuerbarer Energieträger findet bislang aber nicht statt.
Ziel der Studie ist es deshalb, das zusätzliche THG-Einsparpotenzial durch die systematische Integration von Erneuerbaren Energien, gegenüber dem Business as Usual Szenario (Ausbau der Erneuerbaren ohne systematische Integration) zu ermitteln und in einer Broschüre für ein breites Publikum aufzuarbeiten.
The industry sector accounted for just over 30% of global GHG emissions in 2010 and scenarios envisage a continuing rise in demand for energy-intensive materials. This article sums up the most recent international analysis (IPCC, IEA, UNIDO, Global Energy Assessment) to give a broad view of the current prospects for reducing GHG emissions in industry. It does so from a global perspective, complementing where necessary where regional and sector-specific case studies. The article addresses the portfolio of options available, their technical and economic potentials, the experience in the use of policy instruments in industry, the synergies and tradeoffs that mitigation in the industry sector can have with other policy objectives, and the specific concerns of developing countries. Long-term decarbonisation pathways for the sector are also presented.
Nach vielen Jahren einer disziplinären und fast ausschließlich innerwissenschaftlichen Exzellenzorientierung steht seit einiger Zeit die Rolle von Wissenschaft in der Gesellschaft erneut zur Diskussion. Der vorliegende Beitrag zeichnet die Debatte zur Bedeutung von Wissenschaft in gesellschaftlichen Umbruchsphasen nach und zeigt auf, welche neue Formen der Demokratisierung diskutiert werden und wo künftige Herausforderungen liegen.
In the face of persistent sustain ability problems challenging economic development, ecological integrity as well as social justice, transformational changes are crucial. Proposed changes shall include, for instance, large-scale transitions of practices, infrastructures as well as values and priorities. In Germany, real-world laboratories are proposed for research in and with society, aiming to understand and contribute to transformations.