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It is now widely recognized that effective communication and demand-side policies for alternative energy require sound knowledge of preferences and determinants of demand of the public and consumers. To date, public attitudes towards new transport technologies have been studied under very different conceptual frameworks. This paper gives an overview of the various conceptual frameworks and methodologies used, where four main approaches can be distinguished: general attitudinal surveys, risk perception studies, non-market economic valuation studies, and other approaches such as those based on semiotic theory. We then review the findings of the recent literature on acceptance, attitudes and preferences for hydrogen and fuelcell end-use technologies, focusing on vehicles. These studies are then contrasted with related research into alternative fuel vehicles. The paper finally discusses the main trends in research and avenues for further work in this field. We recommend, among other things, the use of approaches that build knowledge and familiarity with the technology prior to the exploration of attitudes, and the set up of studies that take a whole-systems perspective of hydrogen technologies and that look at hydrogen in the context of other competing clean technologies.
A promising candidate that may follow conventional vehicles with internal combustion engines combines hydrogen from regenerative sources of energy, fuelcells and an electric drive train. For early fleets introduced the refuelling infrastructure needs to be in place at least to the extent of the vehicles operational reach. The question arises which strategies may help to keep initial hydrogen and infrastructure cost low? Industrial production, distribution and use of hydrogen is well-established and the volumes handled are substantial. Even though today's industrialhydrogen is not in tune with the long-term sustainable vision, hydrogen production and infrastructure already in place might serve as a nucleus for putting that vision into practice. This contribution takes stock of industrial production and use of hydrogen in North Rhine-Westphalia based on a recently finalized project. It demonstrates to which extent industrial hydrogen could be used for a growing number of vehicles and at which time additional capacity might need to be installed.
This paper reviews the current EU policy framework in view of its impact on hydrogen and fuel cell development. It screens EU energy policies, EU regulatory policies and EU spending policies. Key questions addressed are as follows: to what extent is the current policy framework conducive to hydrogen and fuel cell development? What barriers and inconsistencies can be identified? How can policies potentially promote hydrogen and fuel cells in Europe, taking into account the complex evolution of such a potentially disruptive technology? How should the EU policy framework be reformed in view of a strengthened and more coherent approach towards full deployment, taking into account recent technology-support activities? This paper concludes that the current EU policy framework does not hinder hydrogen development. Yet it does not constitute a strong push factor either. EU energy policies have the strongest impact on hydrogen and fuel cell development even though their potential is still underexploited. Regulatory policies have a weak but positive impact on hydrogen. EU spending policies show some inconsistencies. However, the large-scale market development of hydrogen and fuel cells will require a new policy approach which comprises technology-specific support as well as a supportive policy framework with a special regional dimension.
In this classic collection, some of the world's most eminent critics of development review the key concepts of the development discourse. Each essay examines one concept from a historical and anthropological point of view, highlights its particular bias, and exposes its historical obsolescence and intellectual sterility. The authors argue that a bidding farewell to the whole Euro-centric development idea is urgently needed, in order to liberate people’s minds - in both North and South - for bold responses to the environmental and ethical challenges now confronting humanity. The combined result forms a must-read invitation to experts, grassroots movements and students of development to recognize the tainted glasses they put on whenever they participate in the development discourse.
Renewable energy can become the major energy supply option in low-carbon energy economies. Disruptive transformations in all energy systems are necessary for tapping widely available renewable energy resources. Organizing the energy transition from non-sustainable to renewable energy is often described as the major challenge of the first half of the 21st century. Technological innovation, the economy (costs and prices) and policies have to be aligned to achieve full renewable energy potentials, and barriers impeding that growth need to be removed. These issues are also covered by IPCC's special report on renewable energy and climate change to be completed in 2010. This article focuses on the interrelations among the drivers. It clarifies definitions of costs and prices, and of barriers. After reviewing how the third and fourth assessment reports of IPCC cover mitigation potentials and commenting on definitions of renewable energy potentials in the literature, we propose a consistent set of potentials of renewable energy supplies.
Taking public transport by bus in the Chinese Metropolis Hefei as an example, the report analyses the practicability of standardised baselines as possible instruments for climate protection funding. The development of standardised baselines for the transport sector has been pushed since the nineties in order to better assess emission reductions of CDM projects. Further aims of standardising are a clinical comparison and a precise forecasting. For all projects of a defined sector, class, size or a given geographical origin it is possible to develop standardised baselines in the sense of reference value for emissions. The report was produced in the context of the initiative "Partnership on Sustainable Low Carbon Transport" (SLoCaT), commissioned by the Asian Development Bank. It complements the study "Applicability of Post 2012 Climate Instruments to the Transport Sector (SITS)", that analyses the impacts of climate protection funding mechanisms like the Clean Development Mechanism (CDM) in the transport sector of metropolises in emerging nations and gives recommendations for the further development of financing mechanisms.
Effiziente Dienste
(2010)
This paper undertakes a step to explaining the international economics of resource productivity. It argues that natural resources are back on the agenda for four reasons: the demand on world markets continues to increase, the environmental constraints to using resources are relevant throughout their whole life cycle, the access to critical metals could become a barrier to the low carbon economy, and uneven patterns of use will probably become a source of resource conflicts. Thus, the issue is also of relevance for the transition to a low carbon economy. "Material Flow Analysis" is introduced as a tool to measure the use of natural resources within economies and internationally; such measurement methodology now is being harmonized under OECD auspices. For these reasons, the paper argues that resource productivity - that is the efficiency of using natural resources to produce goods and services in the economy - will become one of the key determinants of economic success and human well-being. An empirical chapter gives evidence on time series of resource productivity increases across a number of economies. Introducing the notion of "material flow innovation", the paper also discusses the innovation dynamics and issues of competitiveness. However, as the paper concludes, market barriers make a case for effective resource policies that should provide incentives for knowledge generation and get the prices right.
The papers for this special issue were originally contributed to the 2nd International Wuppertal Colloquium on "Sustainable Growth, Resource Productivity and Sustainable Industrial Policy - Recent Findings, new Approaches for Strategies and Policies" that was held from 10 to 12 September 2009 in Wuppertal, Germany. The intensive discussion during the Colloqium and the subsequent rigorous review process have helped to facilitate this process - we wish to thank all participants and contributers, as well as Sevan Hambarsoomian and Deniz Erdem for administrative support.
Recent trends in the German CCS debate : new players, arguments and legal framework conditions
(2010)
Eine nachhaltige Entwicklung und die dafür notwendige Steigerung der Ressourceneffizienz stellt für Organisationen und deren Akteure eine Herausforderung dar, die neben technologischer vor allem auch sozialer und organisatorischer Innovationen bedarf. Strategische Allianzen gehören zu den wichtigsten Nachhaltigkeits-orientierten Innovationen und ermöglichen als bereichsübergreifende Kooperationen wechselseitige Lernprozesse zwischen Wirtschaftsunternehmen, Staat und Zivilgesellschaft.
In dem Projekt wurde untersucht, welche Anforderungen an Unternehmen, ihre Managementsysteme, deren Personal-, Organisations- und Kompetenzentwicklungen sowie die Ausgestaltung der Arbeitsplätze gestellt werden, um nachhaltigkeitsorientierte Netzwerke und Allianzen erfolgreich und langfristig zu etablieren und ihren Wirkungsbereich auszubauen. Neben der systemübergreifenden Analyse stand die Entwicklung von praxisgerechten Lösungskonzepten und Instrumenten im Vordergrund.
Globale Wertschöpfungsketten : eine Frage der Nachhaltigkeit ; das Beispiel der Palmölindustrie
(2010)
Gleichstand nach 12000 Seiten : welches Produkt ist umweltschonender: E-Book oder gedrucktes Buch?
(2010)
Economic performance of a country is generally being measured through GDP (Gross Domestic Product), a variable that has also become the de facto universal metric for "standards of living". However, GDP does not properly account for social and environmental costs and benefits. It is also difficult to achieve sustainable decision-making aiming at sustainable progress and well-being if welfare is being considered from a purely financial point of view. The study highlights the benefits and some of the shortcomings of GDP. It serves as a helpful and practicable instrument for monetary and fiscal policies. The real problem presumably is that GDP growth is too often confused with (sustainable) welfare growth in people's minds. While there certainly is a correlation between the two, this study shows that this is a highly conditional correlation, void of substantial causality for GDP levels observable in the European Union. In order to be able to assess people's well-being and general sustainable development in the sense of sustainability, an alternative instrument going beyond GDP is necessary. Using so called SWOT analyses, several alternative progress indicators have been assessed in the context of this study. On the one hand it was analysed how far ecological and social factors can be integrated in the GDP measurements. Thereby difficulties arose then trying to monetise these factors. As a further possibility indicators were analysed which are to replace GDP as a whole. The category supplementing GDP seems to be the most realistic and acceptable option for going beyond GDP. Within this approach, GDP is being complemented with additional environmental and/or social information. In order to make this kind of solution feasible the study claims the establishment of an overarching and transparent indicator system for improving economic decision-making in support of sustainable development.
Mobil zu sein bedeutet in unseren Großstädten in vielen Situationen eine Dienstleistung zu nutzen: die Straßenbahn oder der Bus fahren uns zügig und ohne Parkplatzsorgen zum Einkaufen, das Taxi bringt uns nach der Party sicher nach Hause. Diese Mobilitätsdienstleistungen sind feste Bestandteile unseres Verkehrssystems und werden ergänzt durch weitere Elemente, z. B. Reise-Informationen, die uns helfen, Wege zu finden und pünktlich ans Ziel zu kommen, oder Kombinations-Angebote, wie die Möglichkeit, bei Regen das Fahrrad mit in die Bahn zu nehmen. Städtische Mobilität ist dennoch stark geprägt vom Autoverkehr, mit vielfältigen negativen Einflüssen auf Mensch, Umwelt und Stadtbild. Aus Sicht des Gesundheits- Umwelt- und Klimaschutzes sowie zur Verbesserung der Lebensqualität in unseren Städten ist es sinnvoll, vermehrt Mobilitätsdienstleistungen in Anspruch zu nehmen. Die vorliegende Arbeit untersucht die Nutzung von Mobilitätsdienstleistungen in drei deutschen Großstädten. Gefragt wird danach, wer die Nutzer dieser Dienstleistungen sind, welche Motive hinter der Nutzung stehen und welche Schwierigkeiten mit der Nutzung verbunden sind. Auf Basis von Befragungen wird die Bedeutung von Dienstleistungen für die städtische Mobilität insgesamt ermittelt. Es wird untersucht, welche Chancen für eine zukünftig intensivere Nutzung der Mobilitätsdienstleistungen bestehen und welche Voraussetzungen dafür notwendig sind.
Cleaning up the CDM
(2010)
Klimawandel, Rohstoffknappheit, Finanz- und Wirtschaftskrise - die Liste der dringend zu lösenden, globalen Probleme ist lang. Sie greifen ineinander, befeuern sich gegenseitig und sind Symptome einer Krise des gesamten Systems. Die Gesellschaft steht vor einem Umbruch. Doch wie können wir den notwendigen Wandel erfolgreich mitgestalten? Es ist an der Zeit, sich mit Veränderungsprozessen zu befassen: Nur wer versteht, wie dieser Wandel abläuft, kann die Richtung der Veränderungen auch beeinflussen. In diesem Buch werden die wesentlichen Erfolgsfaktoren für Veränderungen untersucht und gezeigt, woran sich Veränderungsprofis aus der Praxis und der Wissenschaft orientieren. Die Autorin entwickelt ein Modell, mit dem Politik, Verbände oder Nichtregierungsorganisationen Veränderungen in der Gesellschaft erfolgreicher anstoßen und gestalten können.
Die Ökodesign-Richtlinie (Richtlinie 2009/125/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 21. Oktober 2009 zur Schaffung eines Rahmens für die Festlegung von Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung energieverbrauchsrelevanter Produkte) trat im Jahre 2005 in Kraft und wurde im Jahr 2009 revidiert und erweitert. Die Richtlinie zielt auf Verbesserungen des Designs energieverbrauchsrelevanter Produkte mit dem Ziel einer Reduktion der Umweltbelastungen unter Berücksichtigung aller Phasen des Produktlebenszyklusses. So sind bereits im Rahmen dieser Richtlinie beispielsweise Mindestenergieeffizienzanforderungen für bestimmte, auf dem europäischen Markt angebotene Geräte festgelegt worden, die von den Geräteherstellern und -importeuren eingehalten werden müssen.
The physical dimension of international trade. Part 1: Direct global flows between 1962 and 2005
(2010)
The physical dimension of international trade is attaining increased importance. This article describes a method to calculate complete physical trade flows for all countries which report their trade to the UN. The method is based on the UN Comtrade database and it was used to calculate world-wide physical trade flows for all reporting countries in nine selected years between 1962 and 2005. The results show increasing global trade with global direct material trade flows reaching about 10 billion tonnes in 2005, corresponding to a physical trade volume of about 20 billion tonnes (adding both total imports and total exports). The share from European countries is declining, mainly in favour of Asian countries. The dominant traded commodity in physical units was fossil fuels, mainly oil. Physical trade balances were used to identify the dominant resource suppliers and demanders. Australia was the principal resource supplier over the period with a diverse material export structure. It was followed by mainly oil-exporting countries with varying volumes. As regards to regions, Latin America, south-east Asian islands and central Asia were big resource exporters, mostly with increasing absolute amounts of net exports. The largest net importers were Japan, the United States and single European countries. Emerging countries like the "Asian Tigers" with major industrial productive sectors are growing net importers, some of them to an even higher degree than European countries. Altogether, with the major exception of Australia and Canada, industrialized countries are net importers and developing countries and transition countries are net exporters, but there are important differences within these groups.
Ein institutionelles Reformprogramm zur Förderung transdisziplinärer Nachhaltigkeitsforschung
(2010)
Die deutsche Politik orientiert sich in weiten Teilen an Nachhaltigkeit. Da erstaunt es, dass transdisziplinäre Nachhaltigkeitsforschung im Land kaum etabliert ist. Ein institutionelles Reformprogramm, das die besonderen Strukturbedingungen des deutschen Wissenschaftssystems berücksichtigt, vermag dies zu ändern.
The Gulf countries are largely dependent on exporting oil and natural gas for their national budgets. They mainly use domestic fossil fuels for their domestic energy supply. In spite of favorable geographic conditions, especially for solar energy, renewable energies are still a niche application. Abu Dhabi, besides Dubai, the most important emirate in the United Arab Emirates (UAE), has now started a process of "transforming oil wealth into renewable energy leadership", and has set the long-term goal of a "transition from a 20th Century, carbon-based economy into a 21st Century sustainable economy." This article is a case study about "Masdar City", a planned carbon-neutral town in Abu Dhabi. The article describes the key characteristics of Masdar City, analyses the drivers behind the project, identifies the main actors for its implementation, and seeks obstacles to creation and development as well as the policy behind Masdar City. Finally, a first judgment of possible diffusion effects of the project is done.
This study provides insight into the feasibility of a CO2 trunkline from the Netherlands to the Utsira formation in the Norwegian part of the North Sea, which is a large geological storage reservoir for CO2. The feasibility is investigated in competition with CO2 storage in onshore and near-offshore sinks in the Netherlands. Least-cost modelling with a MARKAL model in combination with ArcGIS was used to assess the cost-effectiveness of the trunkline as part of aDutch greenhouse gas emission reduction strategy for the Dutch electricity sector and CO2 intensive industry. The results show that under the condition that a CO2 permit price increases from €25 per tCO2 in 2010 to €60 per tCO2 in 2030, and remains at this level up to 2050, CO2 emissions in the Netherlands could reduce with 67% in 2050 compared to 1990, and investment in the Utsira trunkline may be cost-effective from 2020–2030 provided that Belgian and German CO2 is transported and stored via the Netherlands as well. In this case, by 2050 more than 2.1 GtCO2 would have been transported from the Netherlands to the Utsira formation. However, if the Utsira trunkline is not used for transportation of CO2 from Belgium and Germany, it may become cost-effective 10 years later, and less than 1.3 GtCO2 from the Netherlands would have been stored in the Utsiraformation by 2050. On the short term, CO2 storage in Dutch fields appears more cost-effective than in the Utsira formation, but as yet there are major uncertainties related to the timing and effective exploitation of the Dutch offshore storage opportunities.
Life Cycle Assessment (LCA) has matured over the past decades and become part of the broader field of sustainability assessment. To strengthen LCA as a tool and eventually increase its usefulness for sustainability decision-making, it is argued that there is a need to expand the ISO LCA framework by integration and connection with other concepts and methods. This paper explores the potential options for deepening and broadening the LCA methodologies beyond the current ISO framework for improved sustainability analysis. By investigating several environmental, economic and social assessment methods, the paper suggests some options for incorporating (parts of) other methods or combining with other methods for broadening and deepening the LCA.
Bahrain, Kuwait, Oman, Qatar, Saudi Arabia, and the United Arab Emirates are major oil and natural gas producing countries that make up the Gulf Cooperation Council. The six GCC countries fall in the top 25 countries of carbon dioxide emissions per capita and are perceived as the main actors blocking international climate change negotiations. The aim of this article is to discuss from a policy perspective the capacities of the GCC states to switch toward an ecological modernization of their energy sectors. At the beginning of the paper, I analyze the benefits of transforming oil wealth into funding for renewable energy and energy efficiency. After this, I discuss obstacles to such a transformation process based on the rentier states theory. Finally, I investigate governance of the GCC on all levels (international, regional, and local). The article shows that the GCC countries have recently adopted a more pro-active approach toward ecological modernization. This reorientation has not yet resulted in the development of consistent strategies and policies, however. The concluding assumption based on the concept of policy transfer is that pioneering projects such as Masdar City and innovative regulation like the green building code in Dubai will spread within the GCC.
Die grundsätzliche wirtschaftstheoretische Kritik am Erneuerbare-Energien-Gesetz greift zu kurz
(2010)
Der volkswirtschaftliche Nutzen der Förderung erneuerbarer Energien in Deutschland über das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) wurde wiederholt von verschiedenen Ökonomen und wirtschaftswissenschaftlichen Institutionen in Frage gestellt. Dabei wird zumeist als wesentliches Argument vorgebracht, dass das EEG unnötige Kosten für die Gesellschaft verursache und spätestens seit der EU-weiten Umsetzung eines Handels mit CO2-Emissionszertifikaten überflüssig sei. Eine genauere Betrachtung zeigt, dass diese Argumentation zu kurz greift, nicht zuletzt weil sie wesentliche ökonomische Zusammenhänge vernachlässigt.
This study analyzes the usefulness of an attitude-based target group approach in predicting the ecological impact of mobility behavior. Based on a survey of 1,991 inhabitants of three large German cities, constructs derived from an expanded version of the Theory of Planned Behavior were used to identify distinct attitude-based target groups. Five groups were identified, each representing a unique combination of attitudes, norms, and values. The groups differed significantly from each other with regard to travel-mode choice, distances traveled, and ecological impact. In comparison with segmentations based on sociodemographic and geographic factors, the predictive power of the attitude-based approach was higher, especially with regard to the use of private motorized modes of transportation. The opportunities and limits of reducing the ecological impact of mobility behavior on the basis of an attitude-based target group approach are discussed.
The optimization of value chains is an important process to promote sustainable development, since value chains are closely linked to the satisfaction of human needs and combine different driving forces for environmental change. This article presents a methodological approach for the participatory development of value-chain wide sustainability indicator sets and their integration into a decision support tool in the specific case study of the chain "construction and refurbishment with wood". There are numerous indicator sets for sustainable development of forests and sustainable forestry available at different levels, ranging from local, regional and national to global scale assessments. Some efforts were also made to integrate later production stages of forest value chains (such as wood processing) in the assessment scope (e.g. for chain-of-custody certification). However, no indicator set has so far been available covering environmental, social and economic aspects for the entire value chain of building with timber. This gap was closed through applied sustainability research in the project "Holzwende 2020: Sustainable future markets for wood in the building sector".
Several energy scenario studies consider concentrated solar power (CSP) plants as an important technology option to reduce the world's CO2 emissions to a level required for not letting the global average temperature exceed a threshold of 2–2.4 °C. A global ramp up of CSP technologies offers great economic opportunities for technology providers as CSP technologies include highly specialised components. This paper analyses possible value creation effects resulting from a global deployment of CSP until 2050 as projected in scenarios of the International Energy Agency (IEA) and Greenpeace International. The analysis focuses on the economic opportunities of German technology providers since companies such as Schott Solar, Flabeg or Solar Millennium are among the leading suppliers of CSP technologies on the global market.
Comparative analysis of environmental impacts of maize-biogas and photovoltaics on a land use basis
(2010)
This study aims to stimulate the discussion on how to optimize a sustainable energy mix from an environmental perspective and how to apply existing renewable energy sources in the most efficient way. Ground-mounted photovoltaics (PV) and the maize-biogas-electricity route are compared with regard to their potential to mitigate environmental pressure, assuming that a given agricultural area is available for energy production. Existing life cycle assessment (LCA) studies are taken as abasis to analyse environmental impacts of those technologies in relation to conventional technology for power and heat generation. The life-cycle-wide mitigation potential per area used is calculated for the impact categories non-renewable energy input, green house gas (GHG) emissions, acidification and eutrophication. The environmental performance of each system depends on the scenario that is assumed for end energy use (electricity and heat supply have been contemplated). In all scenarios under consideration, PV turns out to be superior to biogas in almost all studied impact categories. Even when maize is used for electricity production in connection with very efficient heat usage, and reduced PV performance is assumed to account for intermittence, PV can still mitigate about four times the amount of green house gas emissions and non-renewable energy input compared to maize-biogas. Soil erosion, which can be entirely avoided with PV, exceeds soil renewal rates roughly 20-fold on maize fields. Regarding the overall Eco-indicator 99 (H) score under most favourable assumptions for the maize–biogas route, PV has still a more than 100% higher potential to mitigate environmental burden. At present, the key advantages of biogas are its price and its availability without intermittence. In the long run, and with respect to more efficient land use, biogas might preferably be produced from organic waste or manure, whereas PV should be integrated into buildings and infrastructures.
Unter dem Label "Transition Management" ist in den Niederlanden in den letzten zehn Jahren ein Forschungsfeld entstanden, das sich insbesondere dem "Wie" nachhaltiger Systemübergänge widmet. Obwohl die niederländischen Ansätze teilweise adaptiert wurden, steht ein geschlossenes Forschungsprogramm für die deutsche Nachhaltigkeitsdebatte noch aus.
This article analyses the negotiations on the future of the international climate regime at the United Nations Climate Summit in Copenhagen. It also discusses key issues in the ongoing business of implementing the Climate Convention and the Kyoto Protocol. The article lays out the main issues at stake in the negotiations, contrasts divergences in interests amongst negotiating parties, and summarises the results achieved in Copenhagen. The report discusses these results in detail and concludes with an outlook on how the challenges ahead could be overcome.
Die multilaterale Politik bekennt sich zum Zwei-Grad-Ziel, um den Klimawandel zu begrenzen. Sie stützt sich dazu explizit auf Empfehlungen "der Wissenschaft". Bemerkenswert ist, dass sie sich dabei nicht - was doch naheläge - auf das IPCC beruft. Dieses Gremium hat sich nämlich explizit versagt, "Werturteile" wie das Zwei-Grad-Ziel zu formulieren. Da die Politik aber nach solchen Urteilen verlangt, bedient sie sich pragma tisch an anderer Stelle - bei einer Wissenschaft, die nicht strikt zwischen Fakten und Werturteilen trennt. Letzteres sollte auch ein Kennzeichen einer Wissenschaft von der Nachhaltigkeit (sustainability science) sein.
Energierevolution : Effizienzsteigerung und erneuerbare Energien als neue globale Herausforderung
(2010)
Die Energieversorgung der Zukunft ist unsicher. Ein radikaler Kurswechsel steht uns bevor: Noch dominieren global die fossilen Energieträger Öl, Kohle und Erdgas das Energiesystem. Doch ihr Ende ist absehbar: Sie verursachen politische und gesellschaftliche Konflikte, Preisrisiken und beeinflussen das Klima in verheerender Weise. Die Atomenergie ist keine Alternative, sie verlagert Risiken statt sie abzubauen. Dieses Buch zeigt, wie eine Energieversorgung ohne fossile Energieträger und ohne Uran gelingen kann. Es verdeutlicht, vor welchen globalen Herausforderungen die Industrie-, Schwellen- und Entwicklungsländer stehen. Es benennt die Technologien und Instrumente, die global Energieeffizienz und erneuerbaren Energien zum Durchbruch verhelfen können. Nur so können Risiken verringert und kann der Energiehunger der Schwellen- und Entwicklungsländer nachhaltig gestillt werden. Die hier skizzierte sanfte Energierevolution ist der Schlüssel zu einem weltweit sozial- und naturverträglichen Energiesystem.
CCS - und viele Fragen
(2010)
Das Forschungsvorhaben wurde im April des Jahres 2008 gestartet. Zentrales Ziel war die Entwicklung von Instrumenten zur Information, Kommunikation und Konsultation zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel. Weitere angestrebte Produkte waren die Entwicklung von interaktiven Tools für die Internetpräsenz www.anpassung.net des Kompetenzzentrums für Klimafolgen und Anpassung des Umweltbundesamtes (KomPass) und die Erarbeitung einer Broschüre mit nationalen und internationalen Praxisbeispielen der Anpassung.
Hintergrund: Die Bezugsquellen und Transportwege von fossilem Erdgas werden sich in den kommenden beiden Dekaden diversifizieren. Veränderungen der Lieferstruktur, verbunden mit weiteren Transportentfernungen und dem Neubau von Pipelines sowie der verstärkte Einsatz von verflüssigtem Erdgas (LNG - Liquefied Natural Gas) sind zu erwarten. Entsprechend werden sich auch die vorgelagerten Prozessketten und die damit verknüpften THG-Emissionen verändern. Im Sinne einer korrekten und ganzheitlichen Bilanzierung der Lebenszyklusemissionen und weitgehender Treibhausgasminderungsziele, sind die vorgelagerten Emissionen eine nicht zu vernachlässigende Größe. Gleichzeitig wird Biomethan als Beimischung zum fossilen Erdgas an Bedeutung gewinnen. Obwohl seine Verbrennung als klimaneutral gewertet wird, sind die Prozesse zur Herstellung von Biomethan mit Emissionen verbunden.
Die Treibhausgasemissionen (THG) der Vorketten von in der EU eingesetzten Energieträgern werden in der neuen EU-Kraftstoffqualitätsrichtlinie (vom Dez. 2008) reguliert. Ihre Höhe und ihre Entwicklung wird für die klimapolitischen Diskussionen und politische Entscheidungen somit immer wichtiger.
Ziel: Vor dem Hintergrund der angesprochenen Aspekte sollen die zukünftige Entwicklung der Gasversorgung in Deutschland und die Veränderungen der vorgelagerten THG-Emissionen von Erdgas und Biomethan ermittelt werden. In zwei Szenarien werden die mit der Herstellung und dem Transport von Erdgas und Biomethan verknüpften Emissionen bis zum Jahr 2030 einschließlich des zu erwartenden technischen Optimierungspotenzials bilanziert. Mittels dieser Analyse können Einschätzungen der zukünftigen Emissionspfade und der durchschnittlichen Emissionen (Klimaqualität) des eingesetzten Gases (als Mischung fossiler und biogener Gase einschließlich der damit verbundenen Prozesskettenemissionen) gegeben werden. Diese können als Grundlage für energie- und klimapolitische Entscheidungen dienen.
Ergebnisse und Diskussion: Nach Erläuterung der Prozesskette von Biomethan werden die zu erwartenden technischen Entwicklungen der einzelnen Prozessschritte (Substratbereitstellung, Fermentierung, Aufbereitung, Gärrestnutzung) diskutiert und die Höhe der hiervon zu erwartenden Emissionen bilanziert. Basis sind Ergebnisse der wissenschaftlichen Begleitforschung des Wuppertal Instituts zur Einspeisung von Biomethan ins Erdgasnetz. Dabei gehen wir davon aus, dass die nächste Anlagengeneration "optimierte Technik" das aus heutiger Sicht bestehende Optimierungspotenzial des heutigen Stands der Technik ausschöpfen wird, sodass sich die spezifischen, auf den Heizwert des Biomethan bezogenen, THG-Emissionen der Vorkette von aktuell 27,8 t CO2-Äq/TJ auf 14,8 t CO2-Äq/TJ in 2030 fast halbieren werden.
Die zu erwartenden Emissionen der Erdgasprozesskette wurden in einem Vorgängerartikel bereits im Detail analysiert. Bei der Förderung und der Transportinfrastruktur ist ebenfalls eine Optimierung der Technik zu erwarten. Die dadurch erzielte Verringerung der spezifischen THG-Emissionen kann die aus den künftig längeren Transportstrecken und aufwendigen Produktionsprozessen resultierende Erhöhung ausgleichen.
Abschließend werden zwei Szenarien (Hoch- und Niedrigverbrauch) der künftigen Gasversorgung Deutschlands bis 2030 aufgestellt. Im Hochverbrauchszenario wird damit gerechnet, dass der Gaseinsatz in Deutschland um 17 % steigen wird. Im Niedrigverbrauchszenario wird er dagegen um etwa 17 % sinken. Gleichzeitig wird der Anteil von Biomethan am eingesetzten Gas auf 8 bzw. 12 % ansteigen. Die - direkten und indirekten - Treibhausgasemissionen der Gasnutzung in Deutschland werden im Niedrigverbrauchszenario um 25 %, d. h. überproportional von 215,4 Mio. t CO2-Äq auf 162,4 Mio. t CO2-Äq zurückgehen. Im Hochverbrauchsszenario steigen die Gesamtemissionen leicht um 7 % (auf 230,9 Mio. t CO2-Äq) an.
Schlussfolgerungen: Gasförmige Energieträger werden in den kommenden beiden Dekaden eine zentrale Säule der deutschen Energieversorgung bleiben. Insgesamt zeigt sich, dass die THG-Emissionen der Nutzung von Erdgas v. a. von den Verbrauchsmengen der Gasversorgung abhängig sind. Das heißt, dass sowohl aus klima- als auch aus energiepolitischer Sicht die Steigerung der Energieeffizienz ein zentraler Faktor ist. Daneben bestehen sowohl in der verstärkten Nutzung von Biomethan als auch in der weiteren Investition in emissionsoptimierte Technologien entlang der Vorketten signifikante Emissionsminderungspotenziale. Hierdurch kann die "Klimaqualität", d. h. die spezifische Treibhausgasemissionshöhe über alle Prozessstufen, des eingesetzten Gases deutlich verbessert werden. Die spezifischen Gesamtemissionen pro TJ eingesetzten Gases werden hierdurch um ca. 9 % von heute 63,3 t CO2-Äq pro TJ auf etwa 54,5 t/TJ sinken. Entscheidend ist hierfür der verstärkte Einsatz von Biomethan, dessen Verbrennung aufgrund der biogenen Herkunft des Kohlenstoffs weitgehend klimaneutral ist (im Vergleich zu direkten Emissionen von 56 t CO2/TJ bei der Verbrennung von Erdgas oder 111 t CO2/TJ bei z. B. Braunkohle). Die Vorteile der gasförmigen Energieträger in der Klimaqualität und effizienten Nutzung werden - insbesondere auch in der künftig zu erwartenden Beimischung von Biomethan - auch zukünftig Bestand haben.