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Flexibilitätskonzepte für die Stromversorgung 2050 : Technologien, Szenarien, Systemzusammenhänge
(2015)
Als Beitrag zum globalen Klimaschutz soll die Stromversorgung in Deutschland überwiegend auf erneuerbare Energien umgestellt werden. Die vorliegende Analyse zeigt Möglichkeiten auf, wie das System gestaltet werden kann. Mehr als 100 Experten aus Wissenschaft und Wirtschaft haben ihre Expertise eingebracht.
Die Energieeinsparverordnung (EnEV) adressiert die Energieeffizienz sowohl der Gebäudehülle als auch der Anlagentechnik - die Anlagen ihrerseits werden mit Energieträgern betrieben, die mittels Primärenergiefaktoren (PEF) untereinander vergleichbar gemacht werden. Im Rahmen der EnEV müssen bestimmte Grenzwerte bei den Bauteilen und / oder beim Primärenergiebedarf des Gesamtgebäudes eingehalten werden. Da die Primärenergiefaktoren einen entscheidenden Einfluss auf die Größe des zu berechnenden Jahres-Primärenergiebedarfs haben, hat ihre Festlegung Auswirkung auf die Wahl von Heizungstechnologien und deren Energieträger bzw. auf das Binnenverhältnis von Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz bei Gebäudehülle und Anlagentechnik. Vor diesem Hintergrund werden in der Studie die Definition und Bedeutung der Primärenergiefaktoren sowie ihre Steuerungswirkung in Richtung Klimaschutzziele (CO2) und weiterer Ziele untersucht. Das Ergebnis der Studie zeigt, dass insbesondere aus den folgenden beiden Gründen eine Neujustierung beim PEF im Rahmen der EnEV erforderlich scheint:
1) Der Primärenergiefaktor ist in vielen Fällen kein geeignetes Maß zur Bestimmung der Treibhausgasemissionen eines Heizungssystems oder eines Endenergieträgers und hat damit in Bezug auf den Klimaschutz nur eine bedingte Lenkungswirkung.
2) Primärenergiefaktoren (PEFne), die Null betragen (Beispiel Fernwärme), nahe Null liegen (Beispiel Holz) oder perspektivisch gegen Null laufen (Beispiel Strom), verlieren ihre Steuerungswirkung für die Energieeffizienz von Gebäuden. Auch wenn dadurch die formalen Ansprüche an die Bilanzierung von Gebäuden erfüllt werden, werden doch andere wichtige Aspekte wie z. B. die Ressourcenverfügbarkeit und Importabhängigkeit von Energieträgern oder andere mit der Primärenergiebereitstellung verbundene Effekte vernachlässigt.
In dem Diskussionspapier werden daher erste Ansätze skizziert, wie der PEF in der EnEV methodisch sinnvollerweise weiterentwickelt werden könnte bzw. ob ggf. weitere oder andere Indikatoren zur Charakterisierung der ökologischen Performance von Gebäuden herangezogen werden sollten.
National policies for resource efficiency and waste management : structures, impacts, and deficits
(2015)
Das Projekt "Ressourcenpolitik" (PolRess) begleitete die Debatte um die anspruchsvolle Ressourcenpolitik, zu der sich Deutschland verpflichtet hat, aus politikwissenschaftlicher, juristischer und ökonomischer Perspektive und setzte dabei auch selbst Impulse.
Der Abschlussbericht fasst Überlegungen des Projektteams für die Weiterentwicklung der Ressourcenpolitik zusammen. Darin heißt es unter anderem, dass das in der Nachhaltigkeitsstrategie erfasste Ziel der Bundesregierung, die Rohstoffproduktivität bis zum Jahr 2020 gegenüber 1994 zu verdoppeln, wohl nicht ohne drastische Maßnahmen (wie einem Ausstieg aus der Braunkohle) erreicht werden kann. Da das hiesige und derzeitige Niveau der Materialnutzung weder global verallgemeinerbar noch langfristig tragfähig ist, müsste die abiotische Materialnutzung Deutschlands (einschließlich der ungenutzten Entnahmen) um bis zu 80 Prozent bis 2050 reduziert werden.
Reforming the EU VAT system to support the transition to a low-carbon and resource efficient economy
(2015)
This chapter discusses the question of ecologically differentiated value added taxes (VAT) as a tool to overcome tax-related cognitive barriers by connecting to an existing tax system. This is elaborated along several aspects: (a) The role indirect of consumption taxes for the economy, (b) the legal issues of the VAT system, (c) the EU harmonization efforts in this context, (d) the distributional implications of value added taxes. Following this, the chapter develops a proposal for a VAT reform (e). To this end, it looks at potential and existing differentiations between sectors, products and services, and product and service groups and turns to those consumption areas that are widely identified as particularly resource and carbon intensive and sets out how a harmonization of the overall system and an ecological differentiation in single consumption areas could be brought together. Potential impacts and effects are briefly discussed (f) and some conclusions are drawn (g). The subject addressed in the chapter is relevant from a policy perspective but mainly descriptive: It does not use innovative qualitative and quantitative tools.
Water is a basis for life and ecosystem health. And water, especially in regions affected by water scarcity, is a highly contested and politicised natural resource. The state-of-the-art in sustainable water resources management requires collaborative approaches that foster the integration of conflicting interests of multiple stakeholders. Achieving integration in complex and contested real life situations however remains a major challenge. Boundary work can facilitate this ambitious goal. This study evolves boundary work science to improve collaboration in the water sector. It develops a framework for boundary work that enables understanding, structuring and approaching barriers for collaborative water resources management. A case study from the Garden Route region, South Africa gives a grounded basis for the conceptual developments and further provides in-depth insights into reasons and obstacles for collaborative water resources management in a contested local case. The case study serves both: An intrinsic analysis of a conflictive case, and conceptual developments to the boundary work framework - tested against local realities.
Dieser Beitrag beschäftigt sich mit den strukturkonservierenden Regime-Elementen der deutschen Energieversorgung. Methodisch wird dabei der Transitionsansatz von Geels genutzt. Mithilfe der Multi-Level-Perspektive wird am Beispiel der örtlichen Stromverteilnetze gezeigt: Innovationen finden in Nischen statt und müssen die Hemmnisse und das Beharrungsvermögen des nuklear-fossilen Altregimes überwinden, Anhand empirischer Analysen wird gezeigt, dass die Widerstandsfähigkeit sowie die kollektive Marktmacht des etablierten Regimes auf der Stromverteilnetzebene die zur Transformation der Energiewirtschaft erforderliche Dezentralisierung entscheidend ausbremst. Auf der anderen Seite wird dargelegt, dass Stadtwerke als örtliche Verteilnetzbetreiber wichtige Schlüsselakteure der deutschen Energiewende sind und zahlreiche Voraussetzungen erfüllen, einen grundlegenden Strukturwandel voranzutreiben. Der Trend zur Rekommunalisierung und zur Neugründung von Stadtwerken belegt dabei den Wunsch einer Verstärkung kommunalpolitischer Gestaltungsmöglichkeiten. In diesem Kontext werden Zielvorstellungen formuliert und auf erfolgversprechende Strategien zur Veränderung des Altregimes eingegangen.
Mobilität dient in der Regel einem bestimmten Zweck - etwa um einzukaufen oder um zur Arbeit zu pendeln. Meistens handelt es sich dabei um kurze Wege oder Wegeketten - immerhin sind 62 % aller Wege in Deutschland kürzer als 5 Kilometer. Elektromobilität auf zwei oder vier Rädern ist genau für diese Wege gut geeignet, allerdings gibt es für die lokale Ebene bereits leistungsstarke umweltfreundliche Verkehrsmittel wie das traditionelle Fahrrad oder den öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV).
Technologischer Wandel ist wichtig für die Umsetzung und den Erfolg der Energiewende, deswegen strebt die Bundesregierung mit ihrer Politik auch eine positive Innovationswirkung an. Doch welche Auswirkungen hat der politisch angestoßene Wandel des Energiesystems wirklich und welche Dynamiken werden durch ihn induziert? Eine aktuelle Studie untersucht die Sicht auf die Energiepolitik und Innovationsaktivitäten in der Energiewirtschaft und Energietechnologie-Branche. Sie zeigt die durch die Energiewende getriebenen Innovationsdynamiken, aber auch Schwierigkeiten und Herausforderungen für Politik und Unternehmen auf.
Technical summary
(2015)
A global collaborative accounting network to calculate the resource use of products and services
(2015)
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 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.
Many countries have started to develop policy programs for the sustainable use of natural resources. Indicators and targets can cover both a territorial and a life-cycle-wide global perspective. This article focuses on how a safe operating space for global material resource use can be outlined based on existing economy-wide material flow indicators. It reflects on issues such as scale and systems perspective, as the choice of indicators determines the target "valves" of the socio-industrial metabolism. It considers environmental pressures and social aspects of safe and fair resource use. Existing proposals for resource consumption targets are reviewed, partially revisited, and taken as a basis to outline potential target values for a safe operating space for the extraction and use of minerals and biomass by final consumption. A potential sustainability corridor is derived with the Total Material Consumption of abiotic resources ranging from 6 to 12 t/person, the Total Material Consumption of biotic resources not exceeding 2 t/person, and the Raw Material Consumption of used biotic and abiotic materials ranging from 3 to 6 t/person until 2050. For policy, a "10-2-5 target triplet" can provide orientation, when the three indicators are assigned values of 10, 2, and 5 t/person, respectively.
Unternehmen sind heutzutage mit einer Vielzahl von Herausforderungen und Veränderungen konfrontiert, die zugleich Chance und Risiko für ihre wirtschaftliche Weiterentwicklung darstellen. Dazu gehören nicht nur grundlegende Trends wie Klimawandel, Ressourcenknappheit oder Urbanisierung, sondern auch der Wandel von Technologien, Geschäftsmodellen, gesetzlichen Rahmenbedingungen oder der gesellschaftlichen Akzeptanz. All dies hat globale und nationale Veränderungen in Märkten zur Folge und stellt die darin operierenden Unternehmen vor konkrete Herausforderungen. Die Auseinandersetzung mit der Zukunft gewinnt somit immer mehr an Bedeutung und stellt einen wichtigen Faktor für den langfristigen und nachhaltigen Erfolg eines Unternehmens dar.
Die Strategische Frühaufklärung unterstützt Unternehmen dabei, Herausforderungen und Veränderungen rechtzeitig zu identifizieren und darauf zu reagieren. Stefan Reicherz erstellt eine flexible Blaupause hierfür: Individuell an ein Unternehmen angepasst, liefert sie diesem die notwendigen Informationen und Hilfsmittel, um erfolgreiche Strategische Frühaufklärung durchzuführen - und damit aus Risiken Chancen werden zu lassen.
Considerable efficiency gains can be made costeffectively to set the transport sector on a sustainable development pathway. They can be achieved through already available technologies and practices, which will not only reduce greenhouse gas emissions significantly, but also generate social, environmental and economic co-benefits. However, progress in the take-up of low-carbon mobility measures substantially lags behind the potential. A number of barriers contribute to this lack of uptake. This paper explores those barriers by focusing on vehicle fuel efficiency in particular, but will also touch on the wider policy framework to improve the efficiency of the transport sector and reduce emissions. The paper suggests that a combination of fuel pricing, differentiated vehicle taxation, vehicle standards and the provision of modal choice are necessary to minimise rebound effects and significantly curb transport sector greenhouse gas emissions at low- or even negative cost.
Lessons for model use in transition research : a survey and comparison with other research areas
(2015)
The use of models to study the dynamics of transitions is challenging because of several aspects of transitions, notably complexity, multi-domain and multi-level interactions. These challenges are shared by other research areas that extensively make use of models. In this article we survey experiences and methodological approaches developed in the research areas of social-ecological modeling, integrated assessment, and environmental modeling, and derive lessons to be learnt for model use in transition studies. In order to account for specific challenges associated with different kinds of model applications we classify models according to their uses: for understanding transitions, for providing case-specific policy advice, and for facilitating stakeholder processes. The assessment reveals promising research directions for transition modeling, such as model-to-model analysis, pattern-oriented modeling, advanced sensitivity analysis, development of a shared conceptual framework, and use of modeling protocols.
Urbanization and climate change are amongst the greatest challenges of the 21st century. In the "Low Carbon Future Cities" project (LCFC), three important problem dimensions are analysed: current and future GHG emissions and their mitigation (up to 2050); resource use and material flows; and vulnerability to climate change.
The industrial city of Wuxi has been the Chinese pilot city of the project. To establish the pathway for a low carbon future, it is crucial to understand the current situation and possible future developments. The paper presents the key results of the status quo analysis and the future scenario analysis carried out for Wuxi. Two scenarios are outlined. The Current Policy Scenario (CPS) shows the current most likely development in the area of energy demand and GHG emissions until 2050. Whereas the extra low carbon scenario (ELCS) assumes a significantly more ambitious implementation, it combines a market introduction of best available technologies with substantial behavioural change. All scenarios are composed of sub-scenarios for the selected key sectors.
Looking at the per capita emissions in Wuxi, the current levels are already high at around 12 tonnes CO2 per capita compared to Western European cities. Although Wuxi has developed a low carbon plan, the projected results under current policies (CPS) show that the total emissions would increase to 23.6 tonnes CO2 per capita by 2050. If the ELCS pathway was to be adopted, these CO2 emission levels could be reduced to 6.4 tonnes per capita by 2050.
Measuring progress towards sustainable development requires appropriate frameworks and databases. The System of Environmental-Economic Accounts (SEEA) is undergoing continuous refinement with these objectives in mind. In SEEA, there is a need for databases to encompass the global dimension of societal metabolism. In this paper, we focus on the latest effort to construct a global multi-regional input-output database (EXIOBASE) with a focus on environmentally relevant activities. The database and its broader analytical framework allows for the as yet most detailed insight into the production-related impacts and "footprints" of our consumption. We explore the methods used to arrive at the database, and some key relationships extracted from the database.
Wie lässt sich die Notwendigkeit der Suffizienz in der Breite der Bevölkerung einwurzeln? Da gibt es zunächst die Hoffnung auf einen kulturellen Wandel, in dem die immateriellen Werte des Lebens besser verstanden und höher geschätzt werden. Es gibt inzwischen viele Initiativen, suffizientes Leben und Wirtschaften in die Öffentlichkeit zu tragen, um für sie Aufmerksamkeit zu gewinnen und für sie zu werben. Auch lehrt inzwischen der Alltag Suffizienz. Da das tägliche Leben teurer geworden ist und weiterhin teurer werden wird, wächst auch die Einsicht in Grenzen des Konsums, zusammen mit der Erfahrung, dass maßvoller Genuss die Lebensfreude nicht schmälert.
Der hier zusammengestellte Katalog von Suffizienzpolitiken ist nicht nach Sachgebieten aufgebaut, sondern nach Eingriffstiefe und vermutlicher Akzeptanz der Maßnahmen. Im ersten Abschnitt stehen Politiken, die wohl die Zustimmung des größten Teils der Bevölkerung finden werden, weil sie ihr Leben erleichtern oder jedenfalls nicht beschweren werden. Ihr Ertrag für den Klimaschutz und die Ressourcenschonung ist freilich begrenzt.
Der zweite Teil enthält Politiken, die Umstellungen und neues Nachdenken erfordern, die einen spürbaren Eingriff in das Gängige und so gern Gewählte bedeuten, für die Routinen gewechselt und neue Gewohnheiten gefunden werden müssen, die aber keinen tief greifenden Wandel der Lebensweise erfordern. Ihr Beitrag zum Erhalt der Natur fällt durchaus ins Gewicht.
Im dritten Teil stehen die Politiken, die in das gewohnte Leben und Wirtschaften eingreifen, die ein gründliches Umdenken und die auch Verzichte fordern. Dafür leisten sie einen entscheidenden Beitrag zum Schutz der natürlichen Lebensgrundlagen.
Die hier vorgestellten 30 Politiken sind keine erschöpfende Aufstellung. Es sind Beispiele, Stellvertreter, ein Strauß von Möglichkeiten sehr unterschiedlicher Reichweite.
Die Technologie der CO2-Abtrennung und -Speicherung (CCS) sowie die CO2-Nutzung (CCR) wird in diesem Fachbuch umfassend und aus unterschiedlicher Perspektive beleuchtet.
Experten aus Forschung und Industrie stellen die CCS- und CCR-Technologie auf Basis der naturwissenschaftlichen und technischen Grundlagen vor und legen den Stand der Technik dar. Sie vergleichen Energiebilanzen für verschiedene Techniken und diskutieren rechtliche, wirtschaftliche und gesellschaftspolitische Aspekte. In Szenarioanalysen zeigen sie den möglichen zukünftigen Beitrag der Technologien auf und stellen die Sichtweisen der verschiedenen Stakeholder-Gruppen vor.
Die Autoren haben den Anspruch, wertfrei zu informieren. Dabei legen sie die Kriterien für die Bewertung der einzelnen Sichtweisen offen.
Dieses Wuppertal Paper befasst sich mit folgenden Leitfragen: Wie wichtig sind Stadtwerke für die Energiewende? Was sind dabei die besonderen Beiträge von Stadtwerken? Hier ist insbesondere zu berücksichtigen, dass kommunal betriebene Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen (KWK-Anlagen) ein wichtiger Komplementär zum Ausbau der erneuerbaren Energien darstellen und dass kommunale KWK-Anlagen inzwischen einen nennenswerten Beitrag zur Sicherstellung der Residuallast liefern. Zudem geht es um die Leitfrage, welche Rahmenbedingungen die Rolle von Stadtwerken als zentrale Akteure der Energiewende und insbesondere als Betreiber von KWK-Anlagen erschweren.
Ökologische Krisen, wachsende Ungleichheit oder gesellschaftliche Destabilisierung - die Grenzen des aktuellen ökonomischen Entwicklungsmodells läuten eine Umbruchphase ein. Wissenschaft kann darin die Rolle einer Impulsgeberin spielen - wenn sie sich der Gesellschaft zuwendet und ihre gesellschaftliche Verantwortung
ernst nimmt.
Während die Politik Anreize für eine gesellschaftsorientierte Forschung setzt, vernetzen sich Studierende, Hochschulmitarbeiter und Akteure der Zivilgesellschaft zugunsten einer Lehre, die sich dem Leitbild der nachhaltigen Entwicklung verpflichtet fühlt. Die Kombination beider Mechanismen ist am vielversprechendsten, wenn es darum geht, Wissenschaft zu transformieren.
How can renewable energy sources be efficiently integrated into the North African electricity systems? By using techno-economic modeling methods, this book explores optimized electricity system expansion pathways until the year 2030 for the five North African countries - Morocco, Algeria, Tunisia, Libya and Egypt. The results indicate that renewable energy integration is actually a viable business case for the entire region, if wind and solar capacities are properly planned in conjunction with the conventional generation system and under consideration of the country-specific electricity supply-/demand patterns. Further aspects featured in this publication are the impact of renewable power on the transnational electricity transmission system and the question how decision making processes about renewable energy strategies can be improved in the North African context. The book is a contribution to the scientific literature about energy issues in the Middle East and North Africa (MENA), but also seeks to address political and industrial practitioners concerned with the development of the region's renewable energy future.
The current momentum in the electrification of the car fuels hope for a transition in mobility. However, electric vehicles have failed before and it is thus asked: What is the potential of e-mobility developing as a sustainable system innovation? In order to deal with this challenge analytically, a theoretical framework is developed: the concepts of transformative capacity of a new technology (do electric vehicles trigger "social" innovations, e.g. new business models or use patterns?) and system adaptability (how stable is the mobility regime?) are introduced and the issue of sustainability is discussed. This framework will be explored for the German innovation system for e-mobility. It can be shown that electric cars will only be successful when part of a system innovation and that the German innovation system is dominated by regime actors and thus potentially used as a way to fend off more substantial change.
Although a substantial economic energy saving potential exists in the residential sector of the European Union, the energy efficiency service (EES) market is much less developed in this market segment than in other demand sectors (e.g. the industry or the public/service sector).
This paper presents an analysis of the current situation and existing potentials for future expansion. A specific analysis methodology has been developed and applied by a research consortium in 18 EU countries. This methodology has mostly built upon an extensive review of the existing literature and on interviews of a large number of acknowledged experts. Its application has allowed identifying encouraging development trends in specific market segments where the possibility of aggregating the EES demand or of exploiting good relationships with customers have created interesting investment opportunities. These trends have been observed in particular in Germany, Denmark, France, Flanders (BE), Hungary, Romania and UK. The assessment performed has also allowed discussing a series of strategies and policy measures that can be adopted to overcome existing barriers to market development. The general conclusion drawn in the paper is that energy efficiency policies supporting EES markets in the residential sector are highly needed. Although EU policies have typically a limited direct impact, they can increase trust into EESs and EES providers. At the national level, a stronger collaboration of governments or local administrations with banks to finance EESs is still very necessary in many EU countries.
The transformation of energy systems is influencing economic policy agendas all over the world, particularly in industrialized countries. In this process, Germany has taken a pioneering role, and hence the technical innovations, legal frameworks, and business models established there are also of interest for other countries trying to achieve broader use of renewable energies. Energy cooperatives have been an important building block in the energy transition in Germany, although their practical importance is neither quantitatively nor qualitatively reflected in the academic literature. Drawing on recently collected data, this paper presents an overview of German energy cooperatives in terms of organization, financing, and membership. We then review literature from economics and the social sciences that has been used to analyze cooperatives on various levels in other fields. We discuss how these theories could be applied to create a better understanding of energy cooperatives, and we derive a preliminary research agenda for their analysis. We also assess the scope for interdisciplinary work among economists, sociologists, and other disciplines.
Dieser Bericht stellt Schlüsseldimensionen für Living Labs in der Green Economy kompakt und zusammenfassend dar. Die Analyse führt die Essenz aus den insgesamt acht Ergebnispapieren in Arbeitspaket "Bestandsaufnahme im Innovationsumfeld für Living Labs" zusammen und gibt Hinweise auf Anknüpfungspunkte in den weiteren Arbeitspaketen des Projektes.
To live a life of sufficiency in a consumerist culture may be one of the most ambitious experiments an individual could undertake. To investigate this challenge, we employed a social-practice approach. This article is based on 42 qualitative interviews asking respondents why and how they acted in a sufficient way within a Western infrastructure and culture. The results indicate that sufficiency-oriented people draw on particular meanings in everyday-life practices when adopting relevant resource-extensive actions. These understandings encompass an amalgam of environmentally friendly attitudes, positive social intentions, and/or personal commitments to thriftiness. We further identified a set of specific practices - including sharing, recycling, and reusing - as useful for the adoption of a sufficient lifestyle. For our respondents, many of these sufficiency practices occurred regularly in daily life and were rarely questioned. Using an additional survey, we show that these routines lead to less resource-intensive lifestyles and demonstrate how a small group of people has been able to habitually adopt sufficiency practices. However, the majority does not see a need for more frequent implementation of such routines because daily decision-making processes are widely focused on the consumption of products.
This study conducted by Wuppertal Institute and Germanwatch explores how the social pillar of sustainability at the local level could be met in Concentrated Solar Power (CSP) projects. For this purpose, the authors evaluate the livelihood dimension of CSP technology based on a case study conducted on the 160 MW pilot CSP plant Nooro I in Ouarzazate, Morocco.
The research project seeks to identify the CDM SD tool's possible shortcomings, and to make structured recommendations on how to improve the EB's SD tool. Findings from this project are meant to have a lighthouse effect on the development of provisions on Sustainable Development within other carbon mechanisms of the UNFCCC and beyond. This report represents the consolidated findings of three work packages within this research project. The first chapter provides some background on the subject at hand, and leads into the report. The following chapter covers the assessment and comparison of the SD provisions of selected flexible mechanisms and multilateral standards.
The German government has set itself the target of reducing the country's GHG emissions by between 80 and 95% by 2050 compared to 1990 levels. Alongside energy efficiency, renewable energy sources are set to play the main role in this transition. However, the large-scale deployment of renewable energies is expected to cause increased demand for critical mineral resources. The aim of this article is therefore to determine whether the transformation of the German energy system by 2050 ("Energiewende") may possibly be restricted by a lack of critical minerals, focusing primarily on the power sector (generating, transporting and storing electricity from renewable sources). For the relevant technologies, we create roadmaps describing a number of conceivable quantitative market developments in Germany. Estimating the current and future specific material demand of the options selected and projecting them along a range of long-term energy scenarios allows us to assess potential medium- or long-term mineral resource restrictions. The main conclusion we draw is that the shift towards an energy system based on renewable sources that is currently being pursued is principally compatible with the geological availability and supply of mineral resources. In fact, we identified certain sub-technologies as being critical with regard to potential supply risks, owing to dependencies on a small number of supplier countries and competing uses. These sub-technologies are certain wind power plants requiring neodymium and dysprosium, thin-film CIGS photovoltaic cells using indium and selenium, and large-scale redox flow batteries using vanadium. However, non-critical alternatives to these technologies do indeed exist. The likelihood of supplies being restricted can be decreased further by cooperating even more closely with companies in the supplier countries and their governments, and by establishing greater resource efficiency and recyclability as key elements of technology development.
On 12 December 2015, the Parties to the UNFCCC adopted the "Paris Agreement". With this step, the world community has agreed on a collective and cooperative path to fight human-induced climate change: After 25 years of UN climate diplomacy, the world's governments have for the first time in history negotiated a treaty which envisages climate action by all nations. The Agreement sets the world on a path that might lead to a decarbonised economy in the second half of the century. Researchers from the Wuppertal Institute have observed COP 21 and elaborated a detailed analysis of the results. The assessment provides an overview of the most important negotiation outcomes, assesses their results as well as shortfalls and provides an outlook of the next steps needed to implement the Paris Agreement's goals and to set the world firmly on a non-fossil based development path.
Die Wirtschaftsweise der Green Economy gilt als ein mögliches Leitbild für ein nachhaltigeres Wirtschaften im internationalen Nachhaltigkeitsdiskurs und ist in vielfältigen Studien gesellschaftlicher Akteure beschrieben und gefordert worden. Das Ziel des vorliegenden Papieres ist es, auf Basis der Analyse von Schlüsselstudien zur Green Economy gesellschaftliche Anforderungen an die Forschung und Innovation in Living Labs abzuleiten und so das Innovationsumfeld für das INNOLAB Projekt zu definieren und wichtige Eckpunkte, Rahmenbedingungen und Anknüpfungspunkte aufzuzeigen.
Dieses Papier ist ein Ergebnis aus dem Arbeitspaket 1 "Bestandsaufnahme des Innovationsumfeldes für Living Labs" im Rahmen des Projektes "Living Labs in der Green Economy: Realweltliche Innovationsräume für Nutzerintegration und Nachhaltigkeit" (INNOLAB), das im Rahmen der Sozial-ökologischen Forschung zum Themenschwerpunkt "Nachhaltiges Wirtschaften" vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird.
Insgesamt wurden zehn Schlüsselstudien untersucht, die die nationale, europäische und globale Ebene sowie die Bereiche Politik, Wirtschaft und NGOs abdecken. Die Schlüsselstudien wurden hinsichtlich ihrer Definitionen einer Green Economy, Indikatoren zur Messung der Green Economy und möglichen Anknüpfungspunkten für die Living Lab Forschung analysiert und die Ergebnisse zusammengefasst.
Das Arbeitspapier adressiert die Definition und Typisierung von Living Labs. Ziel ist einerseits die Erarbeitung einer Living Lab Definition, die im INNOLAB Projekt als Referenzrahmen für die weiteren Arbeitspakete dienen soll. Andererseits soll die deutsche Living Lab Landschaft kartiert werden.
Dieses Papier ist ein Ergebnis aus dem Arbeitspaket 1 "Bestandsaufnahme des Innovationsumfeldes für Living Labs" im Rahmen des Projektes "Living Labs in der Green Economy: Realweltliche Innovationsräume für Nutzerintegration und Nachhaltigkeit" (INNOLAB). Die genutzte Methodik basiert im Wesentlichen auf einer Literaturstudie der relevanten Definitionen und Literatur sowie einer Google Recherche zur Erarbeitung einer Living Lab Karte.
Das Ziel dieser Basisstudie ist es Ursachen für Rebound-Effekte und potentielle Gegenmaßnahmen aufzuzeigen. Zudem sollen Möglichkeiten zur Beobachtung und Verringerung von Rebound-Effekten in Living Labs beschrieben werden.
Dieses Arbeitspapier ist ein Ergebnis aus dem Arbeitspaket 1 "Bestandsaufnahme des Innovationsumfeldes für Living Labs" im Rahmen des Projektes "Living Labs in der Green Economy: Realweltliche Innovationsräume für Nutzerintegration und Nachhaltigkeit" (INNOLAB), das im Rahmen der Sozial-ökologischen Forschung zum Themenschwerpunkt "Nachhaltiges Wirtschaften" vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird.
Die Basisstudie stützt sich auf eine Literaturanalyse von ausgewählten Schlüsselstudien sowie auf fünf Experteninterviews und deren Inhaltsanalyse.
Es zeigt sich, dass sowohl technologische Innovationen als auch Verhaltensänderungen als Auslöser von Rebound-Effekten unterschieden werden. Von diesen Auslösern ausgehend, entstehen zunächst unmittelbare Effekte, die dann Rebound- Effekte über drei unterschiedliche Mechanismen bewirken können: über monetäre Effekte (also aufgrund von Geldeinsparungen), über Zeiteffekte (also aufgrund von Zeiteinsparungen) und über sozial-psychologische Effekte. Rebound-Effekte können sich durch die Reinvestition eingesparter Geld- und Zeitbudgets im Bedarfsfeld der ursprünglichen Einsparung (als direkte Rebound-Effekte) oder in einem anderen Bedarfsfeld (als indirekte Rebound-Effekte) ergeben, siehe nachfolgende Abbildung.
"Sufficiency" is beginning to emerge as a new value throughout Western societies and the question asked in this article is: Can we observe cases with actual opportunities to link successful business strategies of incumbents to principles of sufficiency? Thus, how feasible is sustainable entrepreneurship for incumbents? As an innovative conceptual approach, it will be analyzed how brand claims function as narrative translation mechanisms in situations where tensions emerge between corporate narratives and unexpected societal trends, e.g. the emergence of sufficient lifestyles. It will be shown that even though these are still a niche phenomenon, a focus on powerful brands and the narratives connected to them are an important element in understanding the role of incumbents in transitions to sustainability.
Small-scale residential biomass combustion for space heating and warm water production already holds a considerable share on overall energy production from biomass in Europe. In the existing regulative framework of EU air quality and climate protection targets, an extended usage of renewable biomass heating without an increase of harmful emissions is urgently needed. In this context, the FP7 project "EU-UltraLowDust" (ULD) aimed at the demonstration of highly efficient and ultra-low emission small-scale biomass combustion technologies and the development of supporting policy recommendations.
New combustion technology operating at almost zero particulate matter (PM) emissions has been demonstrated, rivalling even the performance of state-of-the-art natural gas fuelled systems. In this context, the authors analysed EU policy options for a faster diffusion of these new innovative technologies. The analysis presented in this paper is based on results from an original impact assessment with special focus on energy efficiency and emission scenarios, including the potential effects of a broad deployment of the new ULD technologies as well as the early replacement of poor performing existing installations.
As the derived results show that major shares of energy consumption and emissions from residential biomass combustion in the EU are caused by old heating systems, specific policy measures for new and existing installations have been analysed. Following this, a recommended and harmonized policy package for new Small Combustion Installations (SCI) to be put on the market as well as for existing SCI in the stock has been developed, which will be presented in this paper. The basic policy package addresses new installations and consists of a two-step approach, aiming at enhancing the current and forthcoming policies addressing the SCI market in Europe. A complementary second policy package for existing installations aims specifically at the early replacement of SCI already installed in the stock, which are characterized by low efficiency and high emissions.
Questions regarding the societal impact of research, how to reach impact and what is needed to stabilize the effects are rising from various sides. Societal impact is seen as part of a social contract that exists between science and society. This entails that research must address pressing social issues which in turn implies a number of core challenges such as gathering evidence or the creation of actionable knowledge. The transdisciplinary research approach "real-world laboratory" is discussed as possible way to address and to overcome some of the challenges. A "real-world laboratory" currently being established in the city of Wuppertal serves as case study, linking conceptual and empirical investigations.
After a wave of privatizations in the end of the 1990s, the electrical power supply of many municipalities in Germany has been returned into public hands. Many municipalities discover chances and possibilities for local action, which arise with remunicipalisation. The local policy-makers realize that remunicipalisation offers the opportunity of implementing an independent energy policy at local level which is critical in creating a transformation to a sustainable energy system based on energy efficiency and renewable energies.
This scoping study provides an introduction to the topic of establishing municipal utilities in Germany. The findings of the authors' study provide important new insights into the possibilities to decentralise and democratise the German power sector. The findings were identified on the basis of a comprehensive screening of all newly established municipal utilities in Germany. As most network concession contracts in Germany expire by 2016, there has now existed a window of opportunity to rebuild the local energy supply. As a result, 72 new local power companies were established in Germany within just seven years (between early 2005 and late 2012). The results of this unique study will inform about details regarding regional concentration, the size of municipalities, the legal forms of the newly founded municipal public utility and the role of strategic partnerships.
Furthermore, the founding of 72 municipal utilities since 2005 leads us to ask for the reasons. The study reviews the German trend towards municipal ownership of local utilities, assessing their performance based on 10 targets related to the energy transition, climate protection, and the local economic impact. Based on expert opinions, the study finds out that the likelihood of these targets being reached is "high to very high".
The Japanese translation of the scoping study is completed by a foreword by Prof. Dr. Jörg Raupach-Sumiya (Professor, College of Business Administration, Ritsumeikan University) highlighting the importance of this study for Japan's energy policy.
There is general agreement that preventing dangerous climate change requires a fundamental transformation of the global economy. Regarding carbon markets, the EU, for example, has called for the new market-based mechanism (NMM) to be established under the UNFCCC to "facilitate transition towards low carbon economy and attract further international investment". This JIKO Policy Paper discusses the transformative potential of the NMM and how it should be structured to maximize transformative impact.
The analysis shows that details in the arrangements of the scheme, such as allocation of allowances can significantly influence the incentive structure of the instrument and hence its potential to contribute to transformational change. The authors conclude that carbon pricing is necessary but is by itself not sufficient to redeem the various types of market failures that have led to the unsustainable global socio-economic system we are deemed to change. An NMM should therefore be tailored to complement other national policies.
Im Auftrag des Bundesforschungsministeriums hat das Wuppertal Institut eine Studie zur systemischen Betrachtung und Modellierung der Bioökonomie erstellt. Sie zeigt Wege auf, die komplexen sozio-ökonomischen Zusammenhänge und Umweltauswirkungen der Bioökonomie zu erfassen und soll als Grundlage für den Aufbau eines kontinuierlichen Monitorings dienen. Die Autor(inn)en erfassten Indikatoren und Modellierungsmethoden mit Bezug zur Bioökonomie und weisen auf bestehende Lücken hin: Diese finden sich vor allem bei der Erfassung neuer technologiegetriebener Sektoren, der systemischen Betrachtung eines nachhaltigen Konsums und bei der Modellierung der Zusammenhänge zwischen Innovationen, Wirtschaftswachstum und Ressourcenverbrauch (insbesondere die Landnutzung).
Zur Umsetzung eines systemischen Monitorings empfiehlt die Studie das folgende Vorgehen: Unter Zuhilfenahme des DPSIR-Konzeptes (Analyse von Wirkungsbeziehungen nach Driving forces, Pressures, States, Impacts und Responses) sollten Schlüsselindikatoren und Nachhaltigkeitsziele in einem Indikatoren-"Dashboard" zusammengeführt werden. Benötigt wird zudem ein Werkzeugkasten von Methoden, der vor allem integrierte Analyse- und Bewertungsmodelle sowie ein systemisch konzipiertes Metamodell umfasst.
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat gemeinsam mit dem Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie in der Studie "STROMbegleitung" Technologien, Perspektiven und Ökobilanzen elektrifizierter PKW untersucht. Die Studie gibt einen umfassenden Einblick in den aktuellen Stand der Technik, identifiziert Trends und analysiert die Ökobilanz unterschiedlicher Fahrzeugkonzepte. Gleichzeitig ordnet sie die deutschen Aktivitäten im Bereich Elektromobilität in einen globalen Kontext ein.
Market mechanisms - the Clean Development Mechanism (CDM), Joint Implementation (JI) and Art. 17 emission trading - have been a central feature of the Kyoto Protocol. The shape of the new climate change agreement to adopted at this year's UN climate change conference in Paris is emerging only slowly, including the role market mechanisms will play. In order to assess the potential scope of market mechanisms in the Paris agreement, this JIKO Policy Brief surveys the intended nationally determined contributions (INDCs) to the new agreement which countries have so far submitted. The paper is now available for download.
The Parties to the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) intend to adopt a new comprehensive climate agreement at this year's Conference of the Parties (COP) in Paris. The shape of the new agreement is emerging only slowly, including the role market mechanisms will play. A new JIKO Policy Brief assesses the potential scope of market mechanisms in the Paris agreement by surveying the Intended Nationally Determined Contributions (INDCs) so far.
Zum Beispiel Energieschulden
(2015)
Dauerplastik
(2015)
Decoupling resource consumption and economic growth : insights into an unsolved global challenge
(2015)
Achieving a truly sustainable energy transition requires progress across multiple dimensions beyond climate change mitigation goals. This article reviews and synthesizes results from disparate strands of literature on the coeffects of mitigation to inform climate policy choices at different governance levels. The literature documents many potential cobenefits of mitigation for nonclimate objectives, such as human health and energy security, but little is known about their overall welfare implications. Integrated model studies highlight that climate policies as part of well-designed policy packages reduce the overall cost of achieving multiple sustainability objectives. The incommensurability and uncertainties around the quantification of coeffects become, however, increasingly pervasive the more the perspective shifts from sectoral and local to economy wide and global, the more objectives are analyzed, and the more the results are expressed in economic rather than nonmonetary terms. Different strings of evidence highlight the role and importance of energy efficiency for realizing synergies across multiple sustainability objectives.
The Deep Decarbonization Pathways Project (DDPP) is a collaborative global initiative led by IDDRI and SDSN that aims to demonstrate how individual countries can transition to a low-carbon economy preferably consistent with the internationally agreed target of limiting the increase in global temperature to less than 2°C. Achieving this target will require a profound transformation of energy systems by mid-century, a "deep decarbonization". The project comprises 16 research teams composed of leading institutions from the world's largest GHG emitting countries: Australia, Brazil, Canada, China, France, Germany India, Indonesia, Italy, Japan, Mexico, Russia, South Africa, South Korea, United Kingdom, and United States. Each team is exploring what is required to achieve this transformation in their own country's economy while taking into account socio-economic conditions, development aspirations, infrastructure stocks, natural resource endowments, and other relevant factors.
The DDPP country study for Germany explores what is required to achieve deep decarbonization in Germany. It has been conducted by the Wuppertal Institute for Climate, Environment and Energy, with the support of Stiftung Mercator. The study discusses how the German government's target of reducing domestic GHG emissions by 80 to 95% by 2050 (versus 1990) can be reached.