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In this paper three approaches on transitions pathways are combined to study the role of agricultural nature conservation in the Dutch land use domain for achieving internationally agreed climate and biodiversity targets. The three perspectives used are the Multilevel Perspective (MLP), Initiative Based Learning (IBL) and Integrated Assessment Modelling (IAM). The analysis provides insights in how the combination of different research approaches can lead to more comprehensive policy advice on how agricultural nature conservation could help to achieve internationally agreed sustainability goals related to climate change and biodiversity. IAM shows under which conditions agricultural nature conservation could be consistent with European and global long-term goals regarding food security, biodiversity and climate. MLP provides insight into the extent in which agricultural nature conservation has affected or changed the existing nature and agricultural regimes. IBL, finally, reveals the challenges of encouraging agricultural nature conservation with policy measures. Our analysis shows that a combined perspective provides a deeper understanding of the underlying processes, reasons and motives of agricultural nature conservation, leading to more comprehensive policy recommendations.
Energy service companies (ESCOs) play crucial role in building energy efficiency retrofit sector. However limited access to green financing has prevented ESCOs in their expansions in China. This paper, based on a survey of 469 samples and on-site visiting to and interviewing relevant 50 actors of ESCOs, financial institutions and local housing authorities, identifies main barriers of accessing to green financing at both systemic policy level and operational meso and micro level in China, and analyzes good practices at local level that overcome the barriers. The paper concludes that, although there are barriers existing at the policy level in China, substantial attentions and priorities should be given to take actions for overcoming the barriers existed at the operational meso and micro level. The paper suggests that the good practices of capacity building for ESCOs and local financial sector, intensifying participation of intermediate organizations or facilitators and diversifying financial sources and funding mechanisms and models that emerge from the local level should be disseminated in China.
Nigeria is Africa's largest economy and home to approximately 10% of the un-electrified population of Sub-Saharan Africa. In 2017, 77 million Nigerians or 40% of the population had no access to affordable, reliable and sustainable electricity. In practice, diesel- and petrol-fuelled back-up generators supply the vast majority of electricity in the country. In Nigeria's nationally-determined contribution (NDC) under the Paris Agreement, over 60% of the greenhouse gas emissions (GHG) reductions are foreseen in the power sector. The goal of this study is to identify and critically examine the pathways available to Nigeria to meet its 2030 electricity access, renewables and decarbonization goals in the power sector. Using published data and stakeholder interviews, we build three potential scenarios for electrification and growth in demand, generation and transmission capacity. The demand assumptions incorporate existing knowledge on pathways for electrification via grid extension, mini-grids and solar home systems (SHS). The supply assumptions are built upon an evaluation of the investment pipeline for generation and transmission capacity, and possible scale-up rates up to 2030. The results reveal that, in the most ambitious Green Transition scenario, Nigeria meets its electricity access goals, whereby those connected to the grid achieve a Tier 3 level of access, and those served by sustainable off-grid solutions (mini-grids and SHS) achieve Tier 2. Decarbonization pledges would be surpassed in all three scenarios but renewable energy goals would only be partly met. Fossil fuel-based back-up generation continues to play a substantial role in all scenarios. The implications and critical uncertainties of these findings are extensively discussed.
CICERONE aims to bring national, regional and local governments together to jointly tackle the circular economy transition needed to reach net-zero carbon emissions and meet the targets set in the Paris Agreement and EU Green Deal. This document represents one of the key outcomes of the project: a Strategic Research & Innovation Agenda (SRIA) for Europe, to support owners and funders of circular economy programmes in aligning priorities and approaching the circular economy transition in a systemic way.
Große Erzählungen im Engelsjahr 2020 handeln von der Textilindustrie gestern und heute. Die vorliegenden kleinen Erzählungen spielen in anderen textilen Welten und jenseits der großen Fabriken. Von ihnen erzählt Friedrich Engels nicht. Dem Erzählten und Nicht-Erzählten auf der Spur finden wir schließlich heraus, dass auch zu Friedrich Engels selbst in einer bestimmten Weise erzählt - und nicht erzählt wird.
Dem humorvoll skeptischen Blick auf den Zeitgeist zeigt sich ein seltsames Bild: Es scheint eine Zeit der Wenden ohne wirkliche Wende zu sein. So lange schon wird von "Wende" geschrieben und gesprochen, dass inzwischen beispielsweise in Verbindung mit Energie von alter (1980er-Jahre) und von neuer (2010er-Jahre) Energiewende die Rede ist. Viele Wenden sind in deutscher Sprachmanier zusammengesetzte Substantive und beziehen sich - von der Mobilitäts- über die Konsum- und die Agrar- bis hin zur Waldwende - auf ökologische Probleme. Manchen Wenden ist ein Adjektiv beigefügt, das eine Strömung im politisch-ökonomischen Raum beschreibt, so etwa die neoliberale Wende in der Sozialpolitik. Meist wird im Kontext der Ökologie konstatiert, dass die Probleme zwar bekannt, die eingeleiteten Wendestrategien und Wendemaßnahmen aber völlig unzureichend seien. Daher schlägt Benedikt Schmid eine "kritische Wende" vor. Die wachstums- und fortschrittsgebundenen Denkmuster gelte es aufzubrechen. Sie seien beharrlich und würden sich immer wieder auch in den zeitlichen und räumlichen Vorstellungen alternativer Ansätze einnisten. (1)
Das Forschungsprojekt VorAB ("Vorsorgend handeln - Avantgardistische Brückenansätze für nachhaltige Regionalentwicklung") fragt nach strukturellen Hindernissen für nachhaltige Regionalentwicklung und nach Potenzialen fortschrittlicher Ansätze zu fairer Land- und Ressourcennutzung. (2) Es untersucht die Transformationsfelder Wald-, Energie- und Landwirtschaft in der Region Lübeck. Erste Ergebnisse zeigen, dass bei dem Terminus Wende mit Blick auf qualitative und grundlegende Veränderungen Vorsicht geboten ist.
Effectiveness and efficiency of food-waste prevention policies, circular economy, and food industry
(2020)
The study sheds light on the background of the prevention of plastic waste from packaging and disposable products by explaining the need for action, the environmental impacts and risks to human health. Experiences of the members of the PREVENT Waste Alliance and their partners in the prevention of plastic waste by multi-actor partnerships are presented by means of 17 best practice examples. Finally, the study gives recommendations for the reduction of plastic waste and the further work of the PREVENT Waste Alliance. These include success factors for waste prevention, necessary next steps and conclusions regarding the necessary political framework conditions.
Künstliche Intelligenz in der Siedlungsabfallsortierung als Wegbereiter der Kreislaufwirtschaft
(2020)
ReUse und Secondhand in Deutschland : Einstellungen zum Thema Abfallvermeidung und Nachhaltigkeit
(2020)
Umweltschutz und Nachhaltigkeit bestimmen seit Jahren die öffentlichen Debatten sowie zunehmend das Handeln privater Haushalte. Eine Mehrheit geht davon aus, dass die Bedeutung nachhaltigen Handelns weiter wachsen wird. Allerdings fällt es vielen anscheinend schwer, nicht nur nachhaltig zu denken, sondern auch zu handeln. Eine Studie des Wuppertal Instituts in Zusammenarbeit mit eBay Kleinanzeigen zeigt diese Diskrepanz. Deutlich werden auch Unterschiede im Konsumverhalten jüngerer und älterer Menschen. Dennoch: Immer mehr Menschen tragen aktiv zum Klimaschutz bei und kaufen oder verkaufen beispielsweise gebrauchte Artikel. Nahezu jeder hat hierzulande bereits einmal etwas Gebrauchtes verkauft. Jeder Zweite hat bereits einmal Gebrauchtes gekauft. Ungeachtet dessen liegen in deutschen Haushalten durchschnittlich rund 1.300 Euro in Form ungenutzter Dinge und verborgener Schätze.
The waste prevention program (WPP) from 2013 must be evaluated every 6 years and updated if necessary. The review and evaluation of the implementation of the WPP took place within the scope of the project. Based on the analysis results for the implementation of the WPP at federal, state and municipal level and an assessment of existing prevention potentials, concrete proposals for a possible further development and updating of the program on prioritized waste streams and corresponding priority prevention approaches were developed. In addition, structural adjustment and change needs of the WPP were worked out and further research was shown.
2013 wurde das Abfallvermeidungsprogramm des Bundes verabschiedet. Mit dem Programm sollten Abfallmengen reduziert werden. Das Programm wurde einer kritischen Bewertung unterzogen und wird nun im Jahr 2020 fortgeschrieben. Dafür wurden in einer UBA-Studie prioritäre Abfallströme und Konzepte erarbeitet und Maßnahmenvorschläge entwickelt, um die Abfallvermeidung zukünftig konkreter auszugestalten.
Der Begriff "Pfand" umfasst in seinen konkreten Anwendungen ganz unterschiedliche Konzepte, die sich mit unterschiedlichen Zielsetzungen auf verschiedene Produktgruppen beziehen und dabei sehr unterschiedliche Effekte auslösen. Zentrales Ziel dieser Kurzstudie ist es, zu einer etwas differenzierteren Betrachtung von Pfandsystemen beizutragen und auf die Stärken und Schwächen in den verschiedenen Anwendungskontexten hinzuweisen. Mit diesem Ziel werden in Kapitel 2 verschiedene Best-Practice-Beispiele dargestellt, bei denen die Einführung von Pfandsystemen in verschiedenen Formen zur Umsetzung einer Kreislaufwirtschaft beigetragen haben. Kapitel 3 beschreibt die verschiedenen Kriterien, auf deren Basis sich unterschiedliche Pfandsysteme für konkrete Produktgruppen begründen lassen könnten; ein spezifischer Fokus wird hierbei auf Verpackungssysteme gelegt. Im abschließenden Kapitel 4 werden davon ausgehend Handlungsempfehlungen entwickelt, wie das Instrument Pfand in Deutschland in möglichst effizienter Form genutzt werden könnte.
This paper explores how the European Commission promotes the concept of Sustainable Urban Mobility Planning (SUMP) among European cities. Despite the strong uptake of the SUMP concept, mobility-related problems persist in European municipalities. Linking theoretical approaches to understand the diffusion of policies with empirical findings from working with cities in the SUMP context, this article explores channels of policy diffusion and investigates shortcomings related to the respective approaches. Studies on the diffusion, the transfer and the convergence of policies identify formal hierarchy, coercion, competition, learning and networking, and the diffusion of international norms as channels for policy transfer. The findings which are presented in this paper are twofold: First, the paper finds evidence that the Commission takes different roles and uses all mechanisms in parallel, albeit with different intensity. It concludes that the approaches to explain policy diffusion are not competing or mutually exclusive but are applied by the same actor to address different aspects of a policy field, or to reach out to different actors. Second, the article provides first evidence of factors that limit the mechanisms' abilities to directly influence urban mobility systems and mobility behaviour.
There is urgent need to change the way we make use of non-renewable resources, especially metals, to sustain their availability for vital technologies associated with achieving change towards sustainability, but also to minimize negative impacts and to achieve a fair distribution of the wealth and burdens associated with their production and use. Especially public actors (state governments and administrations) have recently formulated strategies as a means to guide action fostering these goals. Yet, these strategies are very different in their character, which makes it difficult to compare them and learn how to best design strategies for a given context to contribute to the necessary change. To approach this question, we analyzed 37 national mineral resource-related strategy documents worldwide concerning their contextual conditions, motivation, and objectives. Following the general inputs for transition strategies (current and target state, transition strategy), we identified four clusters of strategy documents that share similarities in their approaches and support the development of specific recommendations for future strategy design in terms of both content and process. Designing strategies with a clear structure that interlinks a systems-based description of the current state, a clear vision (oriented at sustainability principles) and a sufficiently differentiated but at the same time flexible transition pathway improves their potential to contribute to more sustainable metal production and use.
Wissenschaft und Bildung sind zentrale Felder und ein Hebel für eine nachhaltige Entwicklung. Mit dem neu entwickelten studentischen Lehr- und Lernformat "Transformative Innovation Lab" - kurz TIL - sollen Studierende dazu befähigt werden, selbstständig transformativ zu forschen. Dazu entwickelten und testeten die Forschenden unter Leitung des Wuppertal Instituts im Projekt "Entwicklung, Erprobung und Verbreitung neuer Qualifizierungsangebote für "Change Agents" zu transformativem Lernen am Beispiel Reallabore" (EEVA) das neue Lernkonzept. Die detaillierten Ergebnisse und zahlreiche Tipps zur Umsetzung haben die Projektbeteiligten in dem vorliegenden Praxis-Handbuch zusammengefasst, das sich an Lehrpersonen sowie weitere Multiplikatorinnen und Multiplikatoren richtet.
Science and education are central fields and a lever for sustainable development. With the newly developed student teaching and learning format "Transformative Innovation Lab" - TIL for short - students are to be enabled to conduct independent transformative research. To this end, the researchers, under the direction of the Wuppertal Institute, developed and tested the new learning concept in the project "Development, testing and dissemination of new qualification offers for 'change agents' for transformative learning using the real-world laboratory approach" (EEVA). The detailed results and numerous implementation tips have been published in a practical handbook aimed at academic teaching staff and other multipliers.
In the light of Germany's chosen path towards the energy transition, the regulatory framework has changed considerably. New players have succeeded in entering the market, and renewable energies have become increasingly competitive. Greater electrification of the transport and heating sectors will be needed in the future to achieve national climate targets. Against this background, Germany's big energy companies need to be sure that their sales will increase. However, they were unable to anticipate this development, and made strategic mistakes in the past. The development of sustainable business models in line with the energy transition failed to materialize. Now it is becoming increasingly clear that companies must create new business models to survive in the long term. These business models have to keep with the tradition, whilst meeting the needs of low-carbon power supplies. In this paper, we will examine the past and future challenges of the four energy companies and develop a proposal for evaluating sustainable business models. For this purpose, we use the multi-level perspective to categorize developments in the electricity market over the last 50 years, and then apply a multi-criteria analysis to derive five suitable business models from the results.
The energy system of Jordan is facing a rise in energy demand while at the same time having quite limited own conventional energy resources. Especially because of their high import dependency, Jordan is starting to change its energy system and puts a higher focus on renewable energy (like wind and solar) and energy efficiency.
In this short paper the authors discuss the transformation of energy companies in Germany and highlight the possibilities of energy efficiency services. Furthermore, they examinate the transferability to Jordan, based on the results of a questionnaire among Jordan energy experts. Due to the low level of research knowledge in the specific field, this is an exploratory research approach. The role, challenges and opportunities of Jordan's state-owned National Electric Power Company NEPCO have been highlighted.
Die Emscher-Lippe Region ist seit vielen Jahren von einer intensiven wirtschaftlichen Transformation geprägt. Die fortschreitende De-Industrialisierung bzw. die Neuorientierung der Industrie nach dem Wegfall der Kohle- und Stahlindustrie stellt regionale Entscheidungsträger vor große Herausforderungen, wenn es darum geht, der hohen Arbeitslosenquote zu begegnen, Beschäftigungsquoten zu sichern, mit der prekären Finanzsituation in den kommunalen Haushalten umzugehen und den Wirtschaftsstandort zu stabilisieren und neu aufzustellen. Der Strukturwandel der Region ist mit Schließung der letzten Steinkohle-Zeche Ende 2018 nicht abgeschlossen, sondern geht mit dem Kohleausstieg im Energiesektor in eine zweite Phase. Dies sollte auch als Chance verstanden werden, den Wirtschaftsstandort Emscher-Lippe mit seinen energiereichen Industrien innovativ neu zu gestalten und die Region sowohl energetisch, als auch stofflich von der Nutzung fossiler Träger abzukoppeln.
Eine wichtige Säule der regionalen Wirtschaftsförderung besteht darin, strategische Netzwerke und regionale Wertschöpfungsketten zu stärken, um die in der Region ansässigen (mittelständischen) Unternehmen zu unterstützen und den Strukturwandel innerhalb der dominierenden Industrien aus den Bereichen Energieerzeugung und chemischer Industrie zu begleiten.
Die vorliegende Studie bereitet auf, welche Bedeutung die Wasserstoffwirtschaft in der Emscher-Lippe Region in diesem Zusammenhang derzeit spielt und zukünftig spielen könnte.
Technological innovations in energy-intensive industries (EIIs) have traditionally emerged within the boundaries of a specific sector. Now that these industries are facing the challenges of deep decarbonisation and a significant reduction in greenhouse gas (GHG) emissions is expected to be achieved across sectors, cross-industry collaboration is becoming increasingly relevant for low-carbon innovation.
Accessing knowledge and other resources from other industrial sectors as well as co-developing innovative concepts around industrial symbiosis can be mutually beneficial in the search for fossil-free feedstocks and emissions reductions. In order to harness the potential of this type of innovation, it is important to understand not only the technical innovations themselves, but in particular the non-technical influencing factors that can drive the successful implementation of cross-industry collaborative innovation projects.
The scientific state of the art does not provide much insight into this particular area of research. Therefore, this paper builds on three separate strands of innovation theory (cross-industry innovation, low-carbon innovation and innovation in EIIs) and takes an explorative case-study approach to identify key influencing factors for cross-industry collaboration for low-carbon innovation in EIIs.
For this purpose, a broad empirical database built within the European joint research project REINVENT is analysed. The results from this project provide deep insights into the dynamics of low-carbon innovation projects of selected EIIs. Furthermore, the paper draws on insights from the research project SCI4Climate.NRW. This project serves as the scientific competence centre for IN4Climate.NRW, a unique initiative formed by politicians, industry and science to promote, among other activities, cross-industry collaboration for the implementation of a climate-neutral industry in the German federal state of North Rhine-Westphalia (NRW). Based on the results of the case study analysis, five key influencing factors are identified that drive the implementation of cross-industry collaboration for low-carbon innovation in EIIs: Cross-industry innovation projects benefit from institutionalised cross-industry exchange and professional project management and coordination. Identifying opportunities for regional integration as well as the mitigation of financial risk can also foster collaboration. Lastly, clear political framework conditions across industrial sectors are a key driver.
The German-Japanese Energy Transition Council (GJETC) was established in 2016 by experts from research institutions, energy policy think tanks, and practitioners in Germany and Japan.
The objectives and main activities of the Council and the supporting secretariats are to identify and analyze current and future issues regarding policy frameworks, markets, infrastructure, and technological developments in the energy transition, and to hold Council meetings to exchange ideas and propose better policies and strategies. In its second project phase (2018-2020), the GJETC had six members from academia on the Japanese side, and eight members on the German side, with one Co-Chair from each country.
From October 2018 to March 2020, the GJETC worked on and debated six topics:
1) Digitalization and the energy transition. 2) Hydrogen society. 3) Review of German and Japanese long-term energy scenarios and their evaluation mechanism. 4) Buildings, energy efficiency, heating/cooling. 5) Integration costs of renewable energies. 6) Transport and sector coupling.
The outputs and the recommendations of the second phase of the GJETC are summarized in this report.
Given that over 50% of Myanmar's urban inhabitants and nearly 75% of the rural population lack access to adequate electricity, the country's development agenda includes electrification as a key policy goal. The government's National Electrification Project (NEP) aims to reach 100% household electrification by 2030. To achieve this ambitious target, the government of Myanmar has established a set of strategic electrification priorities. The primary focus is to electrify the country through extension of the national grid and construction of large power plants based on fossil fuels and renewable energy.
For decades, decentralised energy solutions have played a niche role in Myanmar's electrification journey. Local developers have constructed thousands of nominal "mini-grids", powered by a range of sources, including water, diesel, and solar. With the support of local communities, these initiatives provide positive stimuli for the social and economic development of villages across the country. To achieve its electrification goals, the NEP includes a segment to promote the development of new mini-grids through a set of subsidies and private sector cooperation initiatives. These target remote regions, which are difficult to electrify through extension of the main grid.
This report takes an in-depth look at decentralised electrification through community-based mini-grids with a focus on renewable energy. The aim is to provide insights into the potential role of sustainable electrification and to identify both enabling and limiting factors related to the institutional and policy landscape (macro), as well as the local conditions (micro). It also aims to explore whether the cooperative model is a suitable organisational framework for the operation of mini-grids in Myanmar. The results of the study will help to inform policymakers and supporters of decentralised electrification about the potential role for cooperatives and provide ways to improve the operating environment for sustainable, community-based mini-grids.
Öffentliche Mittel für die Unterstützung von Unternehmen sollten bestenfalls so eingesetzt werden, dass sie eine möglichst große, nachhaltige Wirkung haben und mit einem gesellschaftlichen Nutzen verbunden sind. Das kann unmittelbar erfolgen, in dem die konkrete Förderung an bestimmte Vorgaben gebunden wird, wie etwa den Ausbau von zukunftsfähigen Infrastrukturen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Risikoabsicherung von Unternehmen - beispielsweise über Bürgschaften oder andere geeignete Finanzierungskonditionen - an der Nachhaltigkeitsperformance der Unternehmen auszurichten.
Der vorliegende vierstufige Leitfaden, den der WWF Deutschland und das Wuppertal Institut entwickelt haben, dient als Grundlage für die zielorientiertere Vergabe von Mitteln und deren praktische Umsetzung. Er baut auf der von der Europäischen Union entwickelten "Taxonomie" für nachhaltige Investitionen auf. Darin enthalten sind Grenzwerte, welche die Nachhaltigkeitsperformance wirtschaftlicher Aktivitäten definieren. Auf diese Weise lässt sich filtern, ob ein wirtschaftliches Vorhaben zukunftsfähig ist. Hierbei unterstützt der "Entscheidungsbaum" des Leitfadens die Anwendung der EU-Taxonomie als Regelwerk.
Financial institutions play a crucial role in achieving the 2015 Paris Climate Agreement. They can manage capital flows for financing the required transformation towards a decarbonized industry. Currently established policy programs and regulations at European and national level increasingly address financial institutions to make their climate warming impact measurable and transparent. However, required science-based assessment methods have not been sufficiently developed so far.
This paper discusses methodological opportunities and challenges for measuring carbon footprints of financial institutions. Based on a scientific case study undertaken with the German GLS Bank, the authors introduce an innovative method for quantifying greenhouse gas emissions from a bank's asset with a focus on loans. The authors apply an input/output database to calculate greenhouse gas (GHG) intensities and allocate them with bank's loans and investments.
Moreover, the paper provides insights of calculating avoided GHG emissions initiated by a bank's investment and loans. In conclusion, a high degree of consistent and standardized assessment methods and guidelines need to be developed and applied to promote comparability and transparency.
Electricity generation requires water. With the global demand for electricity expected to increase significantly in the coming decades, the water demand in the power sector is also expected to rise. However, due to the ongoing global energy transition, the future structure of the power supply - and hence future water demand for power generation - is subject to high levels of uncertainty, because the volume of water required for electricity generation varies significantly depending on both the generation technology and the cooling system. This study shows the implications of ambitious decarbonization strategies for the direct water demand for electricity generation. To this end, water demand scenarios for the electricity sector are developed based on selected global energy scenario studies to systematically analyze the impact up to 2040. The results show that different decarbonization strategies for the electricity sector can lead to a huge variation in water needs. Reducing greenhouse gas emissions (GHG) does not necessarily lead to a reduction in water demand. These findings emphasize the need to take into account not only GHG emission reductions, but also such aspects as water requirements of future energy systems, both at the regional and global levels, in order to achieve a sustainable energy transition.
Ausweg aus dem Einweg? : Auswirkungen der Coronakrise auf das Verpackungsaufkommen in Deutschland
(2020)
Das Ziel der Energiewende - ein sicheres, umweltverträgliches und ökonomisch erfolgreiches Energiesystem - birgt diverse Herausforderungen. Diese umfassen die Erreichung der Klimaneutralität, den Umstieg auf erneuerbare Energieträger in allen Sektoren (inkl. Schwerlast- und Flugverkehr sowie industrielle Prozesswärme) als auch deren gegenseitige Integration. Bioenergie kann hierzu einen multiplen Beitrag leisten, sowie negative Emissionen bereitstellen und darüber hinaus auch Beiträge jenseits des Energiesystems erbringen, wie Naturschutz, ländliche Entwicklung, oder die Bereitstellung von biogenem CO2 als Rohstoff für die chemische Industrie. Somit ist Bioenergie ein unverzichtbarer Bestandteil für die Lösung der Herausforderungen in der Transformation zu einem nachhaltigen Energiesystem.
Gegenwärtig stellt Bioenergie mit dem größten Anteil an erneuerbaren Energien im Primärenergieverbrauch (60 %) als auch im Endenergieverbrauch (53 %), mehr als alle anderen erneuerbaren Energieträger zusammen. Dabei bestehen Unterschiede zwischen den Endenergiesektoren: während Bioenergie in der Bruttostromerzeugung 24 % des erneuerbaren Stroms deckt, dominiert sie die erneuerbare Bereitstellung von Wärme mit 86 % als auch den erneuerbaren Endenergieverbrauch im Verkehrssektor mit 88 % in 2018. Aufgrund der Bedeutung von Bioenergie heute werden Beispiele vorgestellt, welche einen zukünftigen multipleren Systembeitrag von Bioenergie fokussieren.
Businesses like Airbnb have shown that a successful circular economy (CE) business can operate exclusively online. Although online communication and web appearance attributes have been subject to academic research given accelerated digitization, there is still a lack of knowledge about online attributes and their role in facilitating CE. We close the portrayed knowledge gap by conducting a discrete-choice experiment with best to worst scaling and focusing on the effect of CE experience on the perception of a CE website by ranking nine online attributes, grouped in three subsets. We therefore contribute by identifying online attributes that are perceived as favorable for CE businesses and detect how participation in CE activities affects the perception of these attributes. We find that third-party associated online attributes (e.g., user reviews or third-party guarantees) rank significantly higher throughout CE consumption patterns of the sample, being always amongst the top three attributes. This novel finding on online preferences opens a new direction for further research, as well as allows practitioners to optimize online operations accordingly. Furthermore, we find that users without prior touchpoints with CE have a higher need for information about the business model as compared to CE active users who are more interested in community related attributes.
We conducted a random allocation experiment at fashion week in Berlin in 2017, testing how face-to-face (f2f) communication affects sales of a fashion start-up focusing on second-hand. The experiment revealed that 11% of guests of an f2f event afterwards turned paying customers with an average basket size 11.8% higher than the overall sales event average. We add insights to research on entrepreneurial practice as well as on offline operations in the context of circular consumption in fashion, exposing the leveraging effect of f2f communication for customer acquisition and revenue of start-ups in the field of sustainable fashion.
Industrial demand response can play an important part in balancing the intermittent production from a growing share of renewable energies in electricity markets. This paper analyses the role of aggregators - intermediaries between participants and power markets - in facilitating industrial demand response. Based on the results from semi-structured interviews with German demand response aggregators, as well as a wider stakeholder online survey, we examine the role of aggregators in overcoming barriers to industrial demand response. We find that a central role for aggregators is to raise awareness for the potentials of demand response, as well as to support implementation by engaging key actors in industrial companies. Moreover, we develop a taxonomy that helps analyse how the different functional roles of aggregators create economic value. We find that there is considerable heterogeneity in the kind of services that aggregators offer, many of which do create significant economic value. However, some of the functional roles that aggregators currently fill may become obsolete once market barriers to demand response are reduced or knowledge on demand response becomes more diffused.
Die Studie zeigt interdependente Geschlechteraspekte von Klimapolitik sowie Wirkweisen und Chancen zur Verbesserung von Geschlechtergerechtigkeit auf. In ihr leitet ein interdisziplinäres Forschungsteam Grundsätze zur Einbeziehung von Geschlechtergerechtigkeit in Klimaschutz und -anpassung ab, analysiert bestehende Programme auf ihre Genderrelevanz hin und gibt konkrete Politikempfehlungen z. B. zum Klimaschutzgesetz und Gender Aktionsplänen. Wichtige Erkenntnisse ergeben sich auch für Methoden, Daten und Forschungsbedarfe. Schließlich werden Empfehlungen zu Finanzierungs- und Förderaspekten sowie Wissensverbreitung und Kompetenzstärkung gegeben und ein an den Klimabereich angepasstes Instrument zur gleichstellungsorientierten Folgenabschätzung (Gender Impact Assessment) vorgestellt.
Every diet has an impact on an individual’s health status, the environment, as well as on social concerns. A growing number of meals are consumed in the out-of-home catering sector, in which a systematic sustainability assessment is not part of common practice. In order to close this gap, an instrument was developed as part of the NAHGAST project. After more than one year of using the NAHGAST online tool, it needs to be assessed what positive environmental influences can be realized by using the tool. For this reason, this article deals with the question of whether an online tool can enable stakeholders from the out-of-home consumption sector to revise their meals with regard to aspects of a sustainable diet. In addition, it will be answered how precise recipe revisions of the most popular lunchtime meals influence the material footprint as well as the carbon footprint. In conclusion, an online tool can illustrate individual sustainability paths for stakeholders in the out-of-home consumption sector and enables an independent recipe revision for already existing meals. The results show that even slight changes in recipes could lead to savings of up to a third in carbon footprint as well as in material footprint. In relation to the out-of-home consumption sector, this results in the potential for substantial multiplication effects that will pave the way for the dissemination of sustainable nutrition.
Every diet has an impact on an individual's health status, the environment as well as on social aspects. In particular, ecological and social concerns are usually only vaguely assessed in the daily routines of out-of-home catering and a systematic sustainability assessment of meals is usually not carried out. Since May 2018, the menu calculator presented in this paper has been supporting stakeholders in various catering establishments with their sustainability assessment. The tool was developed within the NAHGAST project (www.nahgast.de) in cooperation with five practice partners and tested and validated by a total of 120 recipes. This article provides an overview of selected recipes' sustainability assessments (meals with fish and meat as well as vegetarian and vegan meals) and highlights the effects on the ecological, health and social dimensions.
Gesund, umweltfreundlich und sozialverträglich : wie ein Onlinetool hilft, nachhaltiger zu kochen
(2020)
Jede Kostform hat Auswirkungen auf den individuellen Gesundheitsstatus, die Umwelt und soziale Aspekte. Insbesondere ökologische und soziale Belange werden im Alltag der Außer-Haus-Verpflegung in der Regel nur vage abgeschätzt, eine systematische Nachhaltigkeitsbewertung von Speisen findet zumeist nicht statt. Seit Mai 2018 unterstützt der hier vorgestellte Menü-Rechner Akteure in unterschiedlichen Verpflegungseinrichtungen bei der Nachhaltigkeitsbewertung. Das Instrument wurde im Rahmen des NAHGAST-Projektes (www.nahgast.de) in Kooperation mit fünf Praxispartnern entwickelt und durch insgesamt 120 Rezepturen getestet und validiert. Der vorliegende Artikel gibt einen Überblick über Nachhaltigkeitsbewertungen ausgewählter Rezepturen (Gerichte mit Fisch und Fleisch, sowie vegetarische und vegane Gerichte) und stellt heraus, welche Effekte sich für die ökologische, gesundheitliche und soziale Dimension zeigen.
Dem Thema Natur in der Stadt näherten sich die Teilnehmer(innen) eines Seminars zur Politischen Ökologie durch theoretische Beiträge und praktische Erkundungen. Sie richteten einen kritischen Blick auf das Vorfindliche, das als Natur im weiteren Sinne identifiziert werden kann, um historische und funktionale Bezüge erkennbar zu machen.
Organic waste to energy (OWtE) technologies have been developed and implemented in Latin America and the Caribbean (LAC) countries. However, they are still far away to significantly contribute not only to treat the ever-increasing waste volumes in the region but also to supply the regional energy demand and meet national carbon emission goals. The technical complexity of these technologies aligned with lack of research, high investment costs and political deficiencies have not allowed for an appropriate implementation of OWtE in the region, where the applicability of large-scale plants remains to be demonstrated. This research presents the state-of-the art of OWtE technologies in the context of the LAC countries based on archival research method. In addition, it presents challenges and opportunities that the region is facing for an adequate implementation of these technologies. The main findings show that OWtE have the potential to improve waste and energy systems in the region by reducing environmental impacts along with a series of social and economic benefits, such as increasing access to a sustainable energy supply. Diverse researches indicate principally anaerobic digestion, fermentation (e.g. 2G bioethanol, etc.), microbial fuel cells, gasification and pyrolysis as efficient technologies to treat solid organic wastes and produce bioenergy.
Die Digitalisierung und der demografische Wandel sind Megatrends, die die Energiewende überlagern. Mehr denn je sind daher integrierte Problemlösungskonzepte für die Umsetzung der Energiewende gefragt. Neben den technischen Aspekten sollen diese Lösungen auf die sozio-ökonomischen Charakteristika der einzelnen Regionen und Kommunen eingehen und mögliche Veränderungen durch die Megatrends berücksichtigen.
Zielsetzung des Teilprojekts war die Entwicklung eines wirtschaftlich-, ökologisch- und sozial optimalen Wärmeversorgungskonzepts für die Konversionsfläche der ehemaligen Zeche Westerholt in Gelsenkirchen-Herten. Im Fokus stand das Gesamtsystem der Wärmeversorgung, bestehend aus Netz, Speicher und Erzeugung. Angestrebt wurde eine zukunftsfähige Niedertemperaturversorgung (LowEx), welche Technologien der Sektorkopplung und diverse erneuerbare Energiequellen wie Solarthermie, Erdwärme und Abwärmequellen einbinden kann. Dabei wurde eine integrierte Analyse technisch-infrastruktureller sowie sozio-ökonomischer und -kultureller Umsetzungsvoraussetzungen durchgeführt. Neben der interkommunalen Einbindung zeichnete sich das Vorhaben durch ein transdisziplinäres Projektkonsortium aus Kommune, Stadtwerk, Wissenschaft, Technologieentwicklern und Planungsbüros aus.
Welche Perspektiven haben zukunftsfähige und krisenfeste Städte nach der Corona-Pandemie? Antworten darauf skizzieren die Autorinnen und Autoren in dem vorliegenden Diskussionspapier. Ihre zentrale These: Städte der Zukunft müssen und werden "näher", "öffentlicher" und "agiler" sein. Dies erläutern sie anhand dieser drei Dimensionen und konkretisieren es anhand zahlreicher Beispiele.
Die Stadt als Reallabor : fünf Thesen zur Rolle der Wissenschaft in urbanen Transformationsprozessen
(2020)
Die großen Transformationsprozesse im 21. Jahrhundert werden sich insbesondere in den Städten entscheiden. Sie sind technologischer, ökonomischer, institutioneller und insbesondere kultureller Schmelztiegel für Veränderungsprozesse. Um sich aus bestehenden Pfadabhängigkeiten zu lösen, bedarf die urbane Transformation sowohl kraftvoller Zukunftserzählungen als auch Experimentierorte, an denen diese Zukünfte heute schon in einer Stadt erlebbar werden. Für beides kann die enge Kooperation mit der Wissenschaft in der Stadt ein zentraler Katalysator sein. "Urbane Reallabore" sind dabei ein geeignetes Format, um eine neue Kooperationskultur zwischen Wissenschaft und Stadt zu schaffen - mit einem gemeinsamen Blick auf die Gestaltung urbaner Zukünfte.
The paper describes quantitative scenarios on a possible evolution of the EU petrochemical industry towards climate neutrality. This industry will be one of the remaining sectors in a climate neutral economy still handling hydrocarbon material to manufacture polymers. Concepts of a climate neutral chemical industry stress the need to consider the potential end-of-life emissions of polymers produced from fossil feedstock and draft the vision of using renewable electricity to produce hydrogen and to use renewable (hydro)carbon feedstock. The latter could be biomass, CO2 from the air or recycled feedstock from plastic waste streams.
The cost-optimization model used to develop the scenarios describes at which sites investments of industry in the production stock could take place in the future. Around 50 types of products, the related production processes and the respective sites have been collected in a database. The processes included cover the production chain from platform chemicals via intermediates to polymers. Pipelines allowing for efficient exchange of feedstock and platform chemicals between sites are taken into account as well. The model draws on this data to simulate capacity change at individual plants as well as plant utilization. Thus, a future European production network for petrochemicals with flows between the different sites and steps of the value chain can be sketched.
The scenarios described in this paper reveal how an electrification strategy could be implemented by European industry over time with minimized societal costs. Today's existing assets as well as geographical variance of energy supply and the development of demand for different plastic sorts are the major model drivers.
Finally, implications for the chemical industry, the energy system and national or regional governments are discussed.
Die Grundstoffindustrie ist ein wichtiger Pfeiler des Wohlstands in Deutschland, sie garantiert Wertschöpfung und sorgt für über 550.000 hochwertige Arbeitsplätze. Um diese für die deutsche Wirtschaft wichtigen Branchen zu erhalten, müssen jetzt die Schlüsseltechnologien für eine CO2-arme Grundstoffproduktion entwickelt und für den großtechnischen Einsatz skaliert werden.
Die vorliegende Analyse ist als Ergänzung zu der Studie "Klimaneutrale Industrie: Schlüsseltechnologien und Politikoptionen für Stahl, Chemie und Zement" gedacht. Die 13 in der erwähnten Studie vorgestellten Schlüsseltechnologien werden hier für die technisch interessierten Leserinnen und Leser eingehender beschrieben und diskutiert.
Diese Publikation dient als Aufschlag für eine Diskussion über Technologieoptionen und Strategien für eine klimaneutrale Industrie. Alle Daten und Annahmen in dieser Analyse wurden mit Unternehmen und Branchenverbänden intensiv besprochen. Die quantitativen Aussagen sind trotzdem als vorläufig zu betrachten, da sich viele Technologien noch in einer frühen Entwicklungsphase befinden und Abschätzungen über Kosten mit großen Unsicherheiten verbunden sind.
The Port of Rotterdam is an important industrial cluster, comprising mainly oil refining, chemical production and power generation. In 2016, the port's industry accounted for 19% of the Netherlands' total CO2 emissions. The Port of Rotterdam Authority is aware that the cluster is heavily exposed to future decarbonisation policies, as most of its activities focus on trading, handling, converting and using fossil fuels. Based on a study for the Port Authority using a mixture of qualitative and quantitative methods, our article explores three pathways whereby the port's industry can maintain its strong position while significantly reducing its CO2 emissions and related risks by 2050. The pathways differ in terms of the EU's assumed climate change mitigation ambitions and the key technological choices made by the cluster's companies. The focus of the paper is on identifying key risks associated with each scenario and ways in which these could be mitigated.
Despite a strong connection between the Paris Agreement and the 2030 Agenda for Sustainable Development, climate change mitigation actions and sustainable development objectives are oftentimes not aligned efficiently, causing conflicts between the objectives.
This thesis creates a systematic overview of conflicts of three renewable energy technologies with the Sustainable Development Goals (SDGs) by a literature review in Web of Science. The technologies solar energy, wind energy and hydropower function as examples for climate change mitigation actions. Out of 530 screened articles, 63 demonstrated conflicts. The systematic overview reveals that conflicts are different for each technology, but conflicts in regard to biodiversity loss and the degradation of natural habitats (SDG 15) and inequalities (SDG 10) were frequently identified for all technologies.
The results of the systematic overview suggest that the site selection and the decision-making process on the construction of renewable energy projects are crucial stages to avoid conflicts with the SDGs.
Driving forces of changing environmental pressures from consumption in the European food system
(2020)
The paper provides an integrated assessment of environmental and socio-economic effects arising from final consumption of food products by European households. Direct and indirect effects accumulated along the global supply chain are assessed by applying environmentally extended input-output analysis (EE-IOA). EXIOBASE 3.4 database is used as a source of detailed information on environmental pressures and world input-output transactions of intermediate and final goods and services. An original methodology to produce detailed allocation matrices to link IO data with household expenditure data is presented and applied. The results show a relative decoupling between environmental pressures and consumption over time and shows that European food consumption generates relatively less environmental pressures outside Europe (due to imports) than average European consumption. A methodological framework is defined to analyze the main driving forces by means of a structural decomposition analysis (SDA). The results of the SDA highlight that while technological developments and changes in the mix of consumed food products result in reductions in environmental pressures, this is offset by growth in consumption. The results highlight the importance of directing specific research and policy efforts towards food consumption to support the transition to a more sustainable food system in line with the objectives of the EU Farm to Fork Strategy.
Vor zehn Jahren, schon bald nach dem Beginn der Finanzkrise, setzte weltweit die Erkenntnis ein, dass die eingebrochenen privaten Investitionen mit staatlichen Konjunkturprogrammen kompensiert werden müssten. Die Regierungen der Welt wendeten sich überraschend schnell von den bisher dominanten laissez-faire Ansätzen ab. Weltweit schlug die Stunde von Staatsinterventionen. Unter dem Titel "Green New Deal" und später "Green Growth" katapultierte sich die ökologische Modernisierung der Wirtschaft quasi über Nacht aus der umweltpolitischen Nische heraus in den konjunkturpolitischen Mainstream. Zwar gab und gibt es immer noch Regierungen und internationale Institutionen, die diese ökologische Wende der Konjunkturpolitik nicht nachvollziehen, allerdings dürften sich diese spätestens seit dem Jahr 2009 in der Minderheit befinden. Die Forschung kam mit dem Tempo der Entwicklungen kaum hinterher. Dennoch lassen sich aus den vergangenen zehn Jahren seit der Finanzkrise von 2008 wichtige Erkenntnisse und Faustregeln z. B. für den European Green Deal aber auch für die angekündigten nationalstaatlichen Konjunkturprogramme nach der Coronakrise ableiten. Der Text begründet die These von einer ökologischen Wende der Konjunkturpolitik. Im Anschluss leitet er daraus wichtige Lektionen für den sich anbahnenden European Green Deal als eine wirtschaftspolitische Antwort auf die Coronakrise ab.
Die Erkenntnisse der Klimaforschung sind eindeutig: Um das im Pariser Klimaabkommen vereinbarte Ziel der Begrenzung der Erderwärmung auf "deutlich unter 2 °C" noch einhalten zu können, müssen die globalen Treibhausgasemissionen umgehend ihren Scheitelpunkt erreichen und anschließend kontinuierlich und steil zurückgehen. Dies gilt umso mehr für die ebenfalls im Pariser Klimaabkommen vereinbarte Absicht, die Erwärmung möglichst sogar unter 1,5 °C zu halten. Durch eine entsprechende Begrenzung der Erderwärmung kann nach aktuellem Wissensstand die Gefahr des Auslösens gefährlicher Kipppunkte und einer sich selbst verstärkenden Erwärmung deutlich vermindert werden.
Das Ziel der Klimaneutralität ist eine große Herausforderung, insbesondere für die Industrie. Dieser Artikel analysiert und vergleicht verschiedene Strategien zur Transformation des Industriesektors, wie sie in aktuellen deutschen, europäischen und globalen Klimaschutzszenarien beschrieben werden. Zunächst werden zehn Schlüsselstrategien für weitgehende Treibhausgasemissionsreduktionen im Industriesektor identifiziert. Anschließend wird in einer Szenario-Metaanalyse untersucht, in welchem Maße verschiedene Szenarien jeweils auf die einzelnen Strategien setzen. Dabei zeigt sich, dass es zwischen den Szenarien teilweise erhebliche Unterschiede bezüglich der verfolgten Strategien gibt.
This paper analyses and compares industry sector transformation strategies as envisioned in recent German, European and global deep decarbonisation scenarios.
The first part of the paper identifies and categorises ten key strategies for deep emission reductions in the industry sector. These ten key strategies are energy efficiency, direct electrification, use of climateneutral hydrogen and/or synthetic fuels, use of biomass, use of CCS, use of CCU, increases in material efficiency, circular economy, material substitution and end-use demand reductions. The second part of the paper presents a meta-analysis of selected scenarios, focusing on the question of which scenario relies to what extent on the respective mitigation strategies.
The key findings of the meta-analysis are discussed, with an emphasis on identifying those strategies that are commonly pursued in all or the vast majority of the scenarios and those strategies that are only pursued in a limited number of the scenarios. Possible reasons for differences in the choice of strategies are investigated.
The paper concludes by deriving key insights from the analysis, including identifying the main uncertainties that are still apparent with regard to the future steps necessary to achieve deep emission reductions in the industry sector and how future research can address these uncertainties.
Das Ende eines Mythos
(2020)
Wie lange können wir noch am Konzept der "Entwicklung" festhalten?
Schon lange haben die Folgen der Klimakrise, der wachsende Ressourcenmangel und eine immer größer werdende Schere zwischen Arm und Reich der schillernden Idee des Fortschritts ihren Glanz geraubt. Die Politik im Geiste der "Entwicklung" beruht nicht nur auf einem schwammigen Konzept, so der Autor, sondern sie ist auch nicht mit einem nachhaltigen Verständnis von globalem Zusammenleben vereinbar.
Mit der Coronakrise und ihren heute bereits absehbaren verheerenden Auswirkungen auf den globalen Süden taucht plötzlich ein Wort wieder auf, das fast in der Versenkung verschwunden zu sein schien: Entwicklung. Denn genau das ist die Frage - ob es dergleichen, und zwar inzwischen nicht mehr nur für den Süden, sondern auch für den gesamten Globus, noch einmal geben kann, oder ob wir eine weiter zunehmende, fundamentale Disruption der Welt erleben.
Allerdings, daran gilt es zu erinnern, war Entwicklung von Beginn an ein Plastikwort gewesen, ein leerer Begriff mit ungewisser positiver Bedeutung. Gleichwohl hat sich Entwicklung als Weltperspektive gehalten, denn sie ist heute in ein internationales Geflecht von Institutionen eingebettet, von den Vereinten Nationen über Ministerien bis hin zu NGOs. Heute gehört Entwicklung zu jenen Zombie-Kategorien, die schon längst verwest sind, aber dennoch als abgedroschene Utopie allenthalben herumgeistern. Scheinbar schon lange zu Grabe getragen, treibt der Begriff wie ein Gespenst seinen Unfug auch noch in der Gegenwart. Und jetzt, in der zweiten Jahreshälfte 2020, kommt das Schlüsselwort wieder zu zweifelhafter Ehre, jährt sich doch zum fünften Mal die Verkündigung der päpstlichen Enzyklika "Laudato si'", die Agenda 2030 der Vereinten Nationen mit den Sustainable Development Goals und das Klimaschutzabkommen von Paris. Damit stellt sich die entscheidende Frage: Sind diese internationalen Stellungnahmen überhaupt noch der Entwicklung verpflichtet? Oder kann man sie im Gegenteil als Ausweis des Post-Development-Denkens betrachten?
Wolfgang Sachs wrote a seminal series of essays for the New Internationalist in 1992 called "Development: a guide to the ruins". The concept of development lives on - and takes on new shapes as it is reframed by the UN, reinterpreted by the Vatican or hijacked by authoritarian populists to serve their own nationalist agenda. But, he argues now, we need to move beyond its misguided assumptions into a new post-development era based on eco-solidarity.
Als Herausforderung der Verkehrswende werden häufig die möglicherweise wegfallenden Arbeitsplätze diskutiert. Denn die Beschäftigung der Automobilindustrie in Deutschland gilt als wichtiges Argument für einen sozialverträglichen Strukturwandel. Aber auch die Wirtschaftszweige des Umweltverbunds bieten viele Arbeitsplätze.
Vor diesem Hintergrund untersucht die vorliegende Studie des Wuppertal Instituts und des Instituts Arbeit und Technik der Westfälischen Hochschule die Beschäftigtenzahlen in Teilmärkten der Fahrradwirtschaft sowie deren Umsatzentwicklung.
Mehr als sechs Millionen Tonnen Kunststoffabfälle fallen in Deutschland jährlich an, nur etwas weniger als die Hälfte kann werk- und rohstofflich genutzt werden, der Rest wird verbrannt. Gerade gemischte Kunststoffarten erschweren das Recycling. Hier bietet sich das chemische Recycling (Pyrolyse) an. Bei diesem Verfahren werden die Stoffe durch hohe Temperaturen zersetzt und in kleinere Moleküle aufgespalten. Diese lassen sich im Sinne der Kreislaufwirtschaft in neue Kunststoffe oder chemische Grundstoffe überführen. Die Schätzungen gehen von bis zu zwei Millionen Tonnen Kunststoffabfall jährlich aus, der auf diese Weise wiederverwendet werden könnte.
Das vorliegende Diskussionspapier zeigt, dass Pyrolyse von gemischten Kunststoffabfällen die chemische Industrie sowie die Abfallwirtschaft klimafreundlicher gestalten kann. Im Papier geht das Autorenteam auf die Potenziale und Entwicklungsperspektiven für Nordrhein-Westfalen ein mit dem Ziel, wissenschaftliche Grundlagen für Investitionsentscheidungen und Projektentwicklung im Sinne der Kreislaufwirtschaft zu schaffen.
Das Vorhaben analysiert 1.) die Argumente verschiedener Positionen im Wachstumsdiskurs und formuliert eine idealtypische "vorsorgeorientierte Postwachstumsposition". Er präsentiert zudem Ursachen von Wirtschaftswachstum und identifiziert gesellschaftliche Bereiche, deren Funktion vom Wirtschaftswachstum abhängen könnte. Darüber hinaus werden Reformvorschläge diskutiert, um diese Wachstumsabhängigkeit zu verringern. Das Vorhaben untersucht 2.) die Relevanz der Postwachstumsdebatte für Ressourcenpolitik und eine entsprechende Instrumentierung. Außerdem werden 3.) konstitutive Kernelemente einer nachhaltigen (Postwachstums-)Gesellschaft bestimmt. Das Vorhaben setzt damit Impulse zur gesellschaftlichen Debatte über die Ausgestaltung und Instrumentierung von Transformationspfaden für "gesellschaftliches Wohlergehen innerhalb planetarer Grenzen".
For some time, 3D printing has been a major buzzword of innovation in industrial production. It was considered a game changer concerning the way industrial goods are produced. There were early expectations that it might reduce the material, energy and transport intensity of value chains. However for quite a while, the main real world applications of additive manufacturing (AM) have been some rapid prototyping and the home-based production of toys made from plastics. On this limited basis, any hypotheses regarding likely impacts on industrial energy efficiency appeared to be premature. Notwithstanding the stark contrast between early hype and practical use, the diffusion of AM has evolved to an extent that at least for some applications allows for a preliminary assessment of its likely implications for energy efficiency.
Unlike many cross-cutting energy efficiency technologies, energy use of AM may vary substantially depending on industry considered and material used for processing. Moreover, AM may have much greater repercussions on other stages of value chains than conventional cross-cutting energy efficiency technologies. In case of AM with metals the following potential determinants of energy efficiency come to mind:
- A reduction of material required per unit of product and used during processing;
- Changes in the total number and spatial allocation of certain stages of the value chain; and
- End-use energy efficiency of final products.
At the same time, these various streams of impact on energy efficiency may be important drivers for the diffusion of AM with metals. This contribution takes stock of AM with metals concerning applications and processes used as well as early evidence on impacts on energy efficiency and combine this into a systematic overview. It builds on relevant literature and a case study on Wire Arc Additive Manufacturing performed within the REINVENT project.
Design options for the new international market mechanism under article 6.4 of the Paris agreement
(2020)
In this project commissioned by the German Environment Agency, important aspects of the mechanism under Article 6.4 of the Paris Agreement were examined in more detail. This mechanism is to succeed the CDM under the Kyoto Protocol from 2021 onwards, but it will contain decisive improvements, especially with regard to a robust accounting of emission reductions and better integration into the national climate policy of the host country. The report is addressed to the international experts, in particular to the delegates to the climate conference and observers, and is therefore written in English. A German summary is included. The following topics are covered:
How does the mechanism achieve an overall reduction of global emissions?
Are there opportunities to use benchmarks to establish baselines?
Can contributions to increasing ambition be made by using Art. 6.4?
What contribution can the voluntary market make to increasing ambition in the future?
Introduction of incentives for the participation of private companies under Art. 6.4 of the PA.
The role of the Art. 6.4 mechanism on the way to a net zero emission world.
The project provides a contribution to the general discussion in the EU as well as to the Article 6 - Negotiations under the UNFCCC. It is a contribution that presents backgrounds and interrelationships for individual questions concerning the design of the new market mechanisms under Article 6 and can thus contribute to a more informed decision-making process.Since there are, however, several different ways of designing a mechanism that can avoid double counting and provide incentives for increasing ambition, this project is only one of several current contributions to the international discussion.
Global climate
(2020)
The annual Climate Change Conference took place on 2-15 December in Katowice, Poland. It included the twenty-fourth Conference of the Parties (COP-24) to the UN Framework Convention on Climate Change (UNFCCC), the fourteenth Meeting of the Parties to the Kyoto Protocol (MOP-14), the resumed first Meeting of the Parties to the Paris Agreement (MOP-1), and their subsidiary bodies. The conference had two main objectives: operationalizing the Paris Agreement by adopting detailed rules for its implementation and starting the process of strengthening the parties' climate protection contributions.
Last year's conference of the global climate change regime took place from 2 until 15 December 2019 in Madrid, Spain. Despite marking a new record for overtime in the history of the UNFCCC, the conference did not only fail to meet the increasing public demand for swift and strong climate action, it also failed on its formal mandate to finalise the Paris rulebook. A record number of issues were left unresolved and shelved for the next session. COP25 thereby highlighted how much work still lies ahead both domestically and internationally if 2020 is to see a step-up in climate action that is consistent with the long-term goal of the Paris Agreement.
This SUITS policy brief aims to highlight how the transformational process of the nine local authorities involved in SUITS into learning organizations made these cities far better prepared to cope with the challenges due to the pandemic than they would otherwise have been. Due to the higher levels of organizational resilience and the awareness of individuals' importance during such external crises, the nine local authorities were not just trying to react to the unforeseen challenges, but were able to act with a clear pathway and to use their experiences to facilitate their learning from recent years. Of course, the pandemic could not have been foreseen, but as SUITS local authorities are becoming learning organizations, they are enhancing their organizational capacity. In so doing, they have been learning a required resilience to reduce the "complexity and confusion - of what to do best" in the beginning of the crisis and to cope with the challenges. This advantage was of enormous relevance for the local authorities.
Seit den Protesten rund um den Bau des Bahnprojekts Stuttgart 21 werden Politik und Verwaltung auf kommunaler Ebene mit beständig stärker werdenden Beteiligungswünschen der Bürgerinnen und Bürger konfrontiert. Aber auch in der internationalen Partizipationsforschung taucht der Begriff der Bürgerbeteiligung in den letzten zehn bis 15 Jahren immer beharrlicher auf. In direkter Reaktion hierauf befasst sich die Stadt Heidelberg, als eine der ersten Kommunen deutschlandweit, seit dem Jahr 2010 intensiv mit der Beteiligung ihrer Bürgerinnen und Bürger am politischen Entscheidungsfindungsprozess. Die deutschsprachige Forschung allerdings konzentriert sich lediglich auf die inhaltliche Ausgestaltung von Bürgerbeteiligung anhand einer Vielzahl an Handbüchern, Checklisten und Leitlinien für die kommunale Praxis. Wissenschaftliche Überlegungen zu deren Wirksamkeit werden so gut wie gar nicht angestellt. Die vorliegende Dissertation geht aufgrund dessen anhand einer quantitativen Datenanalyse der Fragestellung nach, welchen Grad an Effektivität Bürgerbeteiligung in der Stadt Heidelberg innehat. Der Autor entwickelt hierfür zuerst eine an Benjamin Barbers (1994) starker Demokratie orientierte normative Definition von Bürgerbeteiligung. Anschließend werden, bezugnehmend auf die Publikationen von Archon Fung (2003) sowie Lyn Carson und Phillip Hart (2005), Beurteilungsdimensionen effektiver Bürgerbeteiligung (Empowerment, Efficacy, Inclusion und Quality) entworfen. Darauf aufbauend konstruiert der Autor ein empirisches Messmodell, welches im letzten Teil der Arbeit anhand von Primär- und Sekundärdaten auf die Stadt Heidelberg angewandt wird. Als Ergebnis der Arbeit zeigt sich unter anderem, dass die Effektivität von Partizipationsverfahren von vielen unterschiedlichen Einflussfaktoren und Parametern abhängig ist, die nicht alle einer Messung zugeführt werden können. Zudem wird deutlich, dass Kommunen vorrangig bei den Beurteilungsdimensionen Inclusion und Quality ansetzen müssen, um die Wirksamkeit von Bürgerbeteiligung zu erhöhen. Beispielsweise durch den Partizipationsprozess begleitende Maßnahmen wie eine aleatorische Teilnehmerauswahl oder die Zahlung von Aufwandsentschädigungen. Der Autor kommt abschließend zu der Überzeugung, dass die Kombination aus normativen und quantitativen Untersuchungen das Verständnis von Bürgerbeteiligung auf kommunaler Ebene erheblich verbessern wird.
In order to ensure security of supply in a future energy system with a high share of volatile electricity generation, flexibility technologies are needed. Industrial demand-side management ranks as one of the most efficient flexibility options. This paper analyses the effect of the integration of industrial demand-side management through the flexibilisation of aluminium electrolysis and other flexibilities of the electricity system and adjacent sectors. The additional flexibility options include electricity storage, heat storage in district heating networks, controlled charging of electric vehicles, and buffer storage in hydrogen electrolysis. The utilisation of the flexibilities is modelled in different settings with an increasing share of renewable energies, applying a dispatch model. This paper compares which contributions the different flexibilities can make to emission reduction, avoidance of curtailment, and reduction of fuel and CO2 costs, and which circumstances contribute to a decrease or increase of overall emissions with additional flexibilities. The analysis stresses the rising importance of flexibilities in an energy system based on increasing shares of renewable electricity generation, and shows that flexibilities are generally suited to reduce carbon emissions. It is presented that the relative contribution towards the reduction of curtailment and costs of flexibilisation of aluminium electrolysis are high, whereby the absolute effect is small compared to the other options due to the limited number of available processes.
It has been widely recognized that there is an urgent need for more sustainable urban transport policy and planning. To understand ambitious policy approaches, "relatively successful" cities are regularly subject of analyses. This paper also focuses on relatively successful cities - by reviewing the application documents of the winner cities of the European Green Capital Award (EGCA). Award schemes not only aim to reward leading participants, but likewise aim to contribute to knowledge transfer and the dissemination of good practice examples to non-participants. So far award schemes and good practice approaches have received limited attention by research. This paper reviews and analyses the application forms of the EGCA winning cities to learn about ambitious policy approaches to sustainable and climate-friendly urban transport.
Urbane Räume sehen sich verschiedenen ökologischen, sozialen und ökonomischen Herausforderungen gegenüber, für deren Bewältigung es unter anderem neue bzw. veränderte Handlungs- und Planungsansätze bedarf. Der Klimawandel mit seinen räumlich wirksamen Folgewirkungen ist eine der zentralen ökologischen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Städte sind dabei sowohl Verursacher des Klimawandels als auch Betroffene. Sie sind Wohnort, Heimat, Arbeits- und Produktionsstätte. Durch ihre hohe Bevölkerungsdichte und durch die Agglomeration ökonomischen Kapitals sind Städte aber auch stark durch Extremereignisse wie Starkniederschläge und Hitzeperioden gefährdet. Grüne Infrastrukturen können daher nicht nur eine Strategie sein, um sich gegen die Klimawandelfolgen anzupassen, sondern bieten gleichzeitig das Potenzial für neue Lebensräume, um so das Artensterben zu mindern bzw. zu stoppen. Die vorliegende Konzeptstudie widmet sich der Frage, wie Straßen im Sinne des genannten Zieldreiecks weiterentwickelt und gestaltet werden können, d.h. wie eine Transformation urbaner Quartiersstraßen hin zu "lebenswerten" Stadt- und Straßenräumen erfolgen kann.
Mixed-method research to foster energy efficiency investments by small private landlords in Germany
(2020)
The decarbonisation of the building stock is an important element for the success of the German Energiewende (energy transition). Despite some progress having been made, the rate of energy renovation falls below the level required to meet political commitments. This gives rise to the question: what deters property owners from making energy efficiency investments and how can the policy framework foster such investments? To answer this question, the paper focuses on a widely neglected property owner group: small private landlords (SPL). Although they manage 37% of all residential rental properties in Germany, very little is known about their decision-making processes for energy efficiency investments. We applied a mixed-method design to identify factors that hindered and supported their investments. In an explorative study, we initially conducted 18 problem-centred interviews. Subsequently, we carried out a postal survey and analysed the questionnaires using a hierarchical linear regression model. The results show that energy renovation is a multi-dimensional decision-making process, which can only be adequately addressed by a comprehensive policy package. To develop such a package, the author recommends that the specific investment behaviour of SPL must be better targeted, their knowledge about energy efficiency investments must be improved through exchange and networking, a sense of responsibility for the neighbourhood must be fostered, and greater focus must be placed on improving local framework conditions
Biomass-fueled combined heat and power systems (CHPs) can potentially offer environmental benefits compared to conventional separate production technologies. This study presents the first environmental life cycle assessment (LCA) of a novel high-efficiency bio-based power (HBP) technology, which combines biomass gasification with a 199 kW solid oxide fuel cell (SOFC) to produce heat and electricity. The aim is to identify the main sources of environmental impacts and to assess the potential environmental performance compared to benchmark technologies. The use of various biomass fuels and alternative allocation methods were scrutinized. The LCA results reveal that most of the environmental impacts of the energy supplied with the HBP technology are caused by the production of the biomass fuel. This contribution is higher for pelletized than for chipped biomass. Overall, HBP technology shows better environmental performance than heat from natural gas and electricity from the German/European grid. When comparing the HBP technology with the biomass-fueled ORC technology, the former offers significant benefits in terms of particulate matter (about 22 times lower), photochemical ozone formation (11 times lower), acidification (8 times lower) and terrestrial eutrophication (about 26 times lower). The environmental performance was not affected by the allocation parameter (exergy or economic) used. However, the tested substitution approaches showed to be inadequate to model multiple environmental impacts of CHP plants under the investigated context and goal.
The reduction of greenhouse gas (GHG) emissions by energyintensive industries to a net zero level is a very ambitious and complex but still feasible challenge, as recent studies show for the EU level. "Industrial Transformation 2050" by Material Economics (2019) is of particular relevance, as it shows how GHG-neutrality can be achieved in Europe for the sectors chemicals (plastics and ammonia), steel and cement, based on three main decarbonisation strategies. The study determines the resulting total demands for renewable electricity, hydrogen and for the capture and storage of CO2 (CCS). However, it analyses neither the regional demand patterns that are essential for the required infrastructure nor the needed infrastructure itself.
Against this background the present paper determines the regional distribution of the resulting additional demands for electricity, hydrogen and CCS in Europe in the case that the two most energy and CCS intensive decarbonisation strategies of the study above will be realised for the existing industry structure. It explores the future infrastructure needs and identifies and qualitatively assesses different infrastructure solutions for the largest industrial cluster in Europe, i.e. the triangle between Antwerp, Rotterdam and Rhine-Ruhr. In addition, the two industrial regions of Southern France and Poland are also roughly examined.
The paper shows that the increase in demand resulting from a green transformation of industry will require substantial adaptation and expansion of existing infrastructures. These have not yet been the subject of infrastructure planning. In particular, the strong regional concentration of additional industrial demand in clusters (hot spots) must be taken into account. Due to their distance from the high-yield but remote renewable power generation potentials (sweet spots), these clusters further increase the infrastructural challenges. This is also true for the more dispersed cement production sites in relation to the remote CO2 storage facilities. The existing infrastructure plans should therefore be immediately expanded to include decarbonisation strategies of the industrial sector.
Integrated assessment models (IAMs) are commonly used by decision makers in order to derive climate policies. IAMs are currently based on climate-economics interactions, whereas the role of social system has been highlighted to be of prime importance on the implementation of climate policies. Beyond existing IAMs, we argue that it is therefore urgent to increase efforts in the integration of social processes within IAMs. For achieving such a challenge, we present some promising avenues of research based on the social branches of economics. We finally present the potential implications yielded by such social IAMs.
Dass Megatrends das Leben in den Städten und Gemeinden sowie die Umsetzung der Energiewende in NRW maßgeblich beeinflussen, ist nicht von der Hand zu weisen. Aber bei Entscheidungsträgern in Verwaltung, Politik und Wirtschaft auf kommunaler Ebene klafft eine Lücke zwischen Wissen über Megatrends und umsetzungsorientierter Reaktionen auf diese. Dabei sind die Handlungsmöglichkeiten an der Schnittstelle von Energiewende und Megatrends umfassend - und noch lange nicht ausgeschöpft.
Klimaneutralität wird im Zuge des Pariser Klimaabkommens zur politischen Zielgröße. Die Nationalstaaten, die das Abkommen unterzeichnet haben, müssen regeln, wie sie das Ziel erreichen möchten. Das deutsche Klimaschutzgesetz unterscheidet dabei zwischen "klimaneutral" und "treibhausgasneutral". Das kann zu Missverständnissen führen, kann aber auch sinnvoll sein.
Gas auf dem Weg zur Klimaneutralität : Abschied von der erdgasfixierten europäischen Gaswirtschaft
(2020)
Die Forcierung des Wandels der Prozessqualität von Gas hin zu klimaneutralem Gas steht an, das wird auch gegenwärtig an mehreren Stellen vorbereitet. Diese Initiativen haben komplementär zueinander zu sein, die Komposition der Maßnahmen aber ist noch nicht stimmig. Die Abstimmung in einem umfassenden Masterplan fehlt.