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This report provides an overview of the main findings from the different research tasks in the CIRCTER project and delivers selected policy messages with European coverage. The report provides: (Sec. 2) a territorial definition of the circular economy; (Sec. 3) insights into the available statistics on material and waste patterns and flows and their interpretation, alongside new territorial evidence on both aspects; (Sec. 4) a sectoral characterisation of the circular economy at regional level (NUTS-2), including data on turnover and jobs; (Sec. 5) key findings from the CIRCTER case studies; (Sec. 6) a systemic interpretation of the circular economy that works as a knowledge-integration mechanism for the entire report; (Sec. 7 and 8) an analysis of the most relevant circular economy policies and strategies at various territorial levels; (Sec. 8) a subset of policy recommendations focusing in particular on territorial and cohesion policies, and; (Sec. 9) suggestions for further research.
Ziel dieses Teilvorhabens innerhalb des FlexGeber-Projektes war die Initiierung und Begleitung eines Prozesses zur Identifikation und (idealerweise späteren) Realisierung von Effizienz-, Erneuerbaren- und Flexibilitätspotenzialen in den Industriebetrieben Taifun-Tofu GmbH (Lebensmittel) und Hermann Peter KG (Baustoffe).
Dazu haben die Forschenden jeweils in einem Workshop relevante Akteure zusammengebracht und Wissen zur Bestimmung und Bewertung von Flexibilitäten aus technischer, rechtlich-politischer sowie strukturell-organisatorischer Sicht erarbeitet und vermittelt. Gemeinsam klärten sie, welche Informationen in welchem Format für Unternehmen erforderlich und relevant sind, um Flexibilitätsoptionen identifizieren und umsetzen zu können.
Insgesamt gliedert sich die methodische Vorgehensweise in vier zentrale Arbeitsschritte: Vor-Ort-Begehungen bei den Reallaboren, Identifikation technischer Hotspots, Akteursworkshop sowie abschließende Auswertung. Der vorliegende Teilbericht dokumentiert diesen Prozess und fokussiert auf die Identifikation von möglichen Effizienz-, Erneuerbaren- und Flexibilitätsoptionen und der Erfassung von Hemmnissen, die einer Umsetzung von Maßnahmen zur Erschließung der Potenziale bei den Praxispartnern entgegenstehen.
Da die Workshops vornehmlich auf die Unternehmen Taifun-Tofu und Hermann Peter ausgerichtet waren, fokussiert dieser Bericht auf Hemmnisse, die diese Unternehmen bzw. Unternehmen dieser Branchen betreffen. Darüber hinaus ist ein Kapitel zu Hemmnissen, die sich aus dem Demonstrationsvorhaben des Fraunhofer ISE-Campus (Ausbau des Kältenetzes und Installation von Kältespeichern) ableiten, ist in diesem Bericht enthalten.
On the basis of a literature research, this subtask develops a conceptional framework for a common understanding of CE within the project team and for the following work packages and tasks. After a brief introduction into the objectives and the context of a circular economy, a more elaborated look into the necessity of an explicit understanding of CE, the objectives, the spatial perspective of CE and the specific challenges within the CICERONE context will be done, in order to develop a basis for a common understanding within the project context. Circular economy can and has to be understood as an (eco-)innovation agenda. Therefore, the paper investigates the role policy has to play to support innovation for a CE transition, for creating the framework conditions and why CE has also to be build from the ground up. Finally, the paper looks from two perspectives at emerging trends and business models in a CE to sketch next steps towards the transition in a selection of central sectors. Conclusions are drawn on the basis of the insights gained by the preceding chapters.
The key objective of this deliverable is to gain insights on and assess how CE is being implemented and R&I is being funded at regional level, e.g., via the RIS3 strategy and Structural Funds. As such it sets the scope for the project and provides the background against which programmes and measures can be understood, assessed, developed and recommended in succinct tasks and work packages. The objective of this report is to provide a concise overview of the current R&I priorities, as expressed in running and newly introduced funding and legislative measures with respect to Circular Economy in European countries and regions.
Digitalisation is disrupting business practices worldwide and transforming consumption patterns. While a global increase in wealth is leading to higher consumption rates, consumption-related decisions are increasingly based on digital information and marketing; furthermore, shopping increasingly takes place online and products and services are more and more digitalised.
The transformative character of digitalisation calls for political action in order to ensure sustainable consumption in a new and dynamically changing context. Focusing on consumption is imperative in combatting many global challenges. Take climate change: consumption-based emissions (i.e. emissions from domestic final consumption and emissions caused by the production of imported goods) are rising more rapidly than production-based emissions in high-income countries. Meanwhile most political measures target production-based emissions (i.e. territorial emissions).
The German council for sustainable development (Rat für Nachhaltige Entwicklung) has called for the §principle of sustainable development [to] serve as the political framework for digital transformation" as "digitalisation has the potential to engender disruptive developments in the business world as well as society as a whole that carry both great opportunities and significant risks". Thus, to implement the 2030 Agenda, in particular SDG 12, and the National Program Sustainable Consumption, it is key to seize the opportunities that digitalisation presents for sustainable consumption and tackle the challenges. This assessment report thus examines the following key question: "What are the implications of the digital transformation of consumption patterns for the implementation of the German sustainability strategy in, by and with Germany?"
Handlungsempfehlungen für die Verbraucherpolitik zur Förderung eines nachhaltigen Prosumierens
(2019)
Ein wachsender Teil der Gesellschaft sehnt sich beim Konsum zunehmend nach Vertrauenswürdigkeit und Individualität. Zwei Aspekte, die viele Konsumentinnen und Konsumenten im Massenmarkt vermissen. Das Konzept "Prosumieren", vorangetrieben von zivilgesellschaftlichen Initiativen wie urbanen Gemeinschaftsgärten, Foodsharing oder Repair-Cafés, bietet die Möglichkeit zu Partizipation und Empowerment der Verbraucherinnen und Verbrauchern, die damit nicht mehr nur einfache Konsumentinnen/Konsumenten sind, sondern zu Prosumentinnen/Prosumenten werden.
Die vorliegenden Handlungsempfehlungen richten sich vorrangig an die Verbraucherpolitik, doch betreffen sie auch etliche andere Ressorts, wie etwa Bildung und Verkehr. Ihr Ziel ist es, der Verbraucherpolitik die Bandbreite an Prosumptionsformen in den Feldern Ernährung und Bekleidung aufzuzeigen und ihr so einen Überblick zu verschaffen. Zugleich wird jedoch für ausgewählte Modelle im Detail auf die aktuellen praktischen Hürden sowie die Möglichkeiten eingegangen, diese abzubauen und das nachhaltige Prosumieren zu fördern. Schließlich wurde ein kurzer Leitfaden zur Bewertung der Nachhaltigkeitspotentiale von Prosumptionsmodellen erstellt, an dem sich die Verbraucherpolitik bei der Bewertung neuer Prosumptionsinitiativen, welche sich aktuell rasant verbreiten und immer neue Formen hervorbringen, orientieren kann.
Biofuels and electrification are potential ways to reduce CO2 emissions from the transport sector, although not without limitations or associated problems. This paper describes a life-cycle analysis (LCA) of the Brazilian urban passenger transport system. The LCA considers various scenarios of a wholesale conversion of car and urban bus fleets to 100% electric or biofuel (bioethanol and biodiesel) use by 2050 compared to a business as usual (BAU) scenario. The LCA includes the following phases of vehicles and their life: fuel use and manufacturing (including electricity generation and land-use emissions), vehicle and battery manufacturing and end of life. The results are presented in terms of CO2, nitrous oxides (NOx) and particulate matter (PM) emissions, electricity consumption and the land required to grow the requisite biofuel feedstocks. Biofuels result in similar or higher CO2 and air pollutant emissions than BAU, while electrification resulted in significantly lower emissions of all types. Possible limitations found include the amount of electricity consumed by electric vehicles in the electrification scenarios.
Much of the current literature on climate clubs sees mitigation costs creating free rider incentives as the main problem of climate policy. Climate clubs are supposed to solve this problem by creating additional incentives for mitigation. Looking more in detail, one sees that the situation differs from sector to sector. Some industry sectors indeed have substantial cost and competitiveness issues. In others such as electricity and transport, there are costs at micro level but balance for economy and society as a whole is rather positive. International climate policy in general and clubs in particular should therefore be tailored to sectoral specifics.
The new mechanism defined under Article 6.4 of the Paris Agreement is supposed to allow for international cooperation with regard to climate change mitigation and thereby enable an increase in overall mitigation. Nevertheless, the design of the mechanism under Article 6.4 should also make sure that it is not be in conflict with the long-term goal of net-zero GHG emissions but even better foster national pathways leading to this objective. Building this into the mechanism requires to shift the focus from short- and mid-term considerations to the long-term perspective in one way or another.
This discussion paper explores three different approaches that may help to foster the long-term objective of net-zero GHG emissions in the operationalization of Article 6.4, namely positive and negative lists, additionality with regard to a baseline consistent with both, NDCs and long-term targets, as well as adaptation of existing instruments and criteria from climate finance. The detailed discussion of the ap-proaches shows that the approaches should not be seen as mutually exclusive but rather as comple-mentary to each other. From the analyses, two storylines emerge how to combine aspects of the differ-ent approaches in a reasonable way to foster the long-term objective of net-zero GHG emissions under Article 6.4.
Article 6.4 of the Paris Agreement explicitly acknowledges the need to incentivize and facilitate the participation of private entities in the mitigation of greenhouse gas emissions. Under the Clean Development Mechanism (CDM), private sector actors had already the opportunity to participate in a new and fast-growing market. However, they faced numerous challenging investment barriers. The study provides an overview on key factors and barriers determining private sector participation in Article 6 mechanisms. It distinguishes between the three topics demand side factors, rules and standards for market mechanisms, and supply side factors and provides for each of them options to mitigate or overcome barriers.
In a short analysis, it further explores three of the identified options:
- Improving the design and support of national systems and capacities is an important pre-requisite for the private sector to be able to generate and sell ITMOs
- The up-scaling of mitigation activities e. g. through (sub-) sector level crediting, and policy crediting helps private sector actors to benefit from economies of scale
- Exploring the potential of digitization of measuring, reporting and verification (MRV), e. g. the use of sensors, internet of things, artificial intelligence and blockchain to make the project cycle more efficient and reduce transaction costs.
Overall, the report stresses the importance of host country readiness to provide the private sector with a robust and trusted environment that allows for the adoption of Article 6 mechanisms.
Um die Klimaschutzziele der Bundesregierung zu erreichen sind im Rahmen der Energiewende die CO2-Emissionen besonders in den Sektoren Strom und Wärme durch geeignete Maßnahmen zu reduzieren. Aus diesem Grund liegt der Fokus auf einer Steigerung des Anteils regenerativer, CO2-freier Erzeugungsanlagen an der Energieversorgung. Kann man im Stromsektor bereits auf ein beachtliches Wachstum des Anteils erneuerbarer Energien in der Erzeugung zurückblicken, so stagnieren die Werte im Wärmebereich, obwohl dieser ein hohes Einsparpotenzial aufweist.
Zur Aktivierung der Wärmewende ist eine Vielzahl an Maßnahmen von Nöten. Eine Möglichkeit, erneuerbare Wärme in die Wärmeversorgung dicht besiedelter Stadtgebiete zu integrieren, stellen Wärmenetze dar. Die verlustarme Verteilung über weite Strecken ermöglicht eine verbrauchsferne Erzeugung, wodurch auch Gebiete ohne verfügbare Flächen beispielsweise mit solarthermischer Wärme versorgt werden können. Des Weiteren vereinfachen Wärmenetze die Kopplung der Sektoren Strom und Wärme, da sie durch die Brennstoff- und Erzeugungstechnologieoffenheit verstärkt durch Wärme aus Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) und Power-to-heat-Systeme gespeist werden können. Die fluktuierende, nichtregelbare Erzeugung und Einspeisung erneuerbarer Energien stellt die Netzbetreiber allerdings vor neue Herausforderungen zur Sicherstellung eines stabilen Netzbetriebes.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den Auswirkungen der vermehrten Einspeisung erneuerbarer Wärme auf alle weiteren Komponenten eines Energiesystems, welches aus Erzeugungs-, Verteilungs- und Speicherungsinfrastruktur besteht. Erneuerbare Wärmeerzeuger, insbesondere Solarthermieanlagen, sind durch eine fluktuierende, dargebotsabhängige Erzeugung charakterisiert. Aus diesem Grund sind der konventionelle Betrieb sowie bei Neubauprojekten die Auslegung der regelbaren KWK-Anlagen dahingehend anzupassen, dass ein möglichst hoher Anteil erneuerbare Wärme in die Versorgung integriert werden kann, ohne dass es zu wirtschaftlichen Einbußen für den Versorger kommt. Ebenso ist ein effizienter und stabiler Netzbetrieb zur Gewährleistung einer kontinuierlichen Versorgungssicherheit von höchster Priorität. Zu diesem Zweck erfolgt im Rahmen dieser Arbeit die Erarbeitung von zwei Simulationsprogrammen, mit denen zum einen Wärmenetze verschiedenster Größe und Topologie sowie zum anderen regelbare und regenerative Erzeugungsanlagen sowie alle weiteren Komponenten eines Energiesystems zur Betriebssimulation abgebildet werden können.
Die Auswahl von drei geeigneten Simulationsszenarien und aussagekräftigen technischen sowie ökonomischen und ökologischen Kennzahlen ermöglicht neben einer umfassenden Bewertung ebenso die Ableitung von Handlungsmaßnahmen, die eine verstärkte Einbindung der Wärmewende in die Energiewende ermöglichen.
The earth as we know it can only continue to exist if humanity finds a way to switch to a sustainable use of energy and resources. This work contributes to the research carried out to achieve this goal by improving the coating of adsorptive materials. These are used in heat transformation and drying processes that allow for efficient temperature and humidity control in buildings. A central component of these adsorptive coatings is the binder that acts as "glue" in the manufacturing of the coating. In this work the methods to evaluate binder performance regarding their thermal stability under the process conditions, their mechanical stability and their influence on the adsorptive properties of the coating were established. The coatings have to meet special requirements due to the thermal stresses and low pressure atmosphere they experience in these applications. A selection of silicone binders was then characterized with the established tests according to these requirements. Additionally a selection of inorganic binders was investigated because they allow for the use of high desorption temperatures and thus a high energy efficiency of the process. Out of these binders Silres® MP50E emerged as the most promising one due to very good adsorptive properties of the coating, its good temperature stability and ease of use. While some of the inorganic binders showed very good adsorptive properties and temperature stability the mechanical stability of all inorganic binders was not sufficient for their use in adsorption heat transformation technology. This is the first time that a broad selection of binders was evaluated with regards to adsorptive coatings and the results published in literature. With a suitable binder identified, the next step was to optimize the coating of the heat exchangers in order to work out how to manufacture the most efficient and powerful heat exchangers. Samples with different coating thicknesses were manufactured in small scale and full scale and their adsorption behavior was characterized. It could be shown for the first time that it is possible to increase energy efficiency by improving the mass ration of adsorber to coating and increase the delivered power at the same time. This was shown for small and full scale samples. It was shown that under the corresponding conditions the heat transfer from the coating layer to the adsorber metal substrate is the limiting step in the process. These results can now be used for the planning and construction of adsorbers. With knowledge of a suitable binder and how to coat efficient, powerful adsorbers, the coating process itself was improved to allow for industrial scale manufacturing. A central point here is the ability to control slurry rheology. Out of many rheology additives those that are suited for the application in adsorption heat transformation were identified and their influence on the slurry rheology thoroughly characterized. Additionally the process of slurry preparation could be simplified for several different adsorbents. Here it was shown that the supersonic deagglomeration step is not necessary to prepare a slurry. Extending the possible coating techniques and in addition to the dip coating process used so far, the spray coating of adsorptive coatings was established for the first time in literature. This process is widely used in the industry and allows for easier plugin into existing coating processes. For the coating of high resolution patterns a proof of concept of the screen printing process was carried out.
Enhancing cross-functional integration in new product development becomes increasingly important for industrial players to keep up with shorter product life cycles in technological innovation dynamics. Abundant research reflects the topic's significance, yet ambiguity in empirical results persists and industrial adoption of existing methods remains incremental. This thesis employs a qualitative approach to build a case study at the design-manufacturing interface of new product development of electrified cars. Cross-functional coopetition, as the joint occurrence of cooperation and competition, is adopted to generate an in-depth understanding of integration dynamics. Socio-organizational and contextual aspects are found to shape integration in a new product development context substantially. A model of interface dynamics is developed which provides for analysis and prediction of these aspects' impact on effective integration. A grounded theory approach to enhance integration is explored that introduces constraints as stimuli to consider manufacturability aspects in the design process. Constraint introduction is found to positively impact both cross-functional integration and creativity, with eight characteristics of constraint quality identified as moderating factors. A theoretical model is contributed which outlines cause-effect relationships of constraints' impact on antecedents of new product development success. It substantiates constraints' role in innovation contexts and encourages application for design-manufacturing integration as well as for other interfaces or purposes.
Der Umbau des Bahnhofsbereichs in Wuppertal und die damit verbundene dreijährige Vollsperrung der Hauptverkehrsstraße Bundesstraße 7 wird in dieser Dissertation als ein urbanes Mobilitätslabor genutzt. Darin wird untersucht, wie sich eine Verkehrssystemstörung auf die Resilienz des Systems Stadtverkehr auswirkt. Insgesamt analysiert diese Arbeit die Auswirkung dieser Sperrung auf ein Konglomerat von zusammenhängenden Systemelementen. Die Herangehensweise zur Ermittlung des Gesamtbildes geschieht mit einem Multi-Methoden-Mix. Zu den wichtigsten Ergebnissen zählt, dass die B7-Sperrung trotz anfangs gegenteiliger Befürchtungen zu keinem Verkehrszusammenbruch führte und die Resilienz des Systems Stadtverkehr dafür verantwortlich zu machen ist. Das Nicht-Eintreffen eines Verkehrszusammenbruchs ist bedingt durch die Anpassungs- und Lernfähigkeit, die Robustheit und die Gewöhnung des Systems Stadtverkehr. Die B7-Sperrung war ein Auslöser für die Re-Evaluation des eigenen Mobilitätsverhaltens. Die Auswirkung auf die Luftqualität wird an Hand von Stickstoffdioxid beurteilt. Die Zu- und Abnahmen der NO2-Werte kongruieren mit den Zu- und Abnahmen der Verkehrsstärken. Dies kann darauf hindeuten, dass sowohl die Sperrung als auch die Wiedereröffnung einen Effekt auf die Luftqualität haben könnten. Das Interesse der lokalen Medien ließ parallel zur Eingewöhnung nach. Die Forschungsarbeit zeigt einen in den Verkehrswissenschaften neuartigen Ansatz, Verhaltensbeobachtungen während eines widrigen Ereignisses durchzuführen und messbar zu machen. Mit dieser Arbeit lässt sich belegen, dass nachhaltige Transformationsprozesse im Verkehr im Hinblick auf die Autonutzung gestaltbar sind - eine wichtige Erkenntnis mit hoher Bedeutung für die Raum- und Verkehrsplanung.
This assessment report identifies six key areas of sustainable consumption. Transforming those areas is associated with a significant, positive impact on sustainable development. In this way, those key areas lay the foundation to set clear priorities and formulate concrete policy measures and recommendations. The report describes recent developments and relevant actors in those six fields, outlines drivers and barriers to reach a shift towards more sustainability in those specific areas, and explores international good-practice examples. On top of this, overarching topics in the scientific discourse concerning sustainable consumption (e.g. collaborative economy, behavioural economics and nudging) are revealed by using innovative text-mining techniques. Subsequently, the report outlines the contributions of these research approaches to transforming the key areas of sustainable consumption. Finally, the report derives policy recommendations to improve the German Sustainable Development Strategy (DNS) in order to achieve a stronger stimulus effect for sustainable consumption.
Creating statistics for China's building energy consumption using an adapted energy balance sheet
(2019)
China's regular energy statistics does not include the building sector, and data on building energy demand is included in other types of energy consumption in the Energy Balance Sheet (EBS). Therefore data on building energy demand is not collected based on statistics, but rather calculated or estimated by various approaches in China. This study aims at developing and testing China's building energy statistics by applying an adapted EBS. The advantage of the adapted EBS is that statistical data is from the regular statistical system and no additional statistical efforts are needed. The research result shows that the adapted EBS can be included in China regular energy statistical system and can be standardized in a transparent way. Testing of the adapted EBS shows that China's building energy demand has shown an annual increase of 7.6% since 2001, and a lower contribution to the total energy demand as compared to the developed world. There is also a close link to lifestyle and living standard while industrial energy demand is mainly driven by economy and decoupling of building energy demand with increasing of building floor area, this is due to a considerable improvement of building energy efficiency. The adapted EBS creates a method for China conducting statistics of building energy consumption at the sector level in a uniform way and serves as the basis for any sound building energy efficiency policy decisions.
Die vorliegende Broschüre fasst die Ergebnisse der Gemeindestudie "Energiewende und globale Megatrends in NRW" zusammen. Für die Untersuchung wurden kommunale Entscheidungsträgerinnen und -träger aus NRW, wie Dezernatsleitungen aus Planung und Umwelt, Abteilungsleitungen aus Stadtwerken oder Bürgermeisterinnen und Bürgermeister, zu den Trendthemen Digitalisierung, soziale Ungleichheiten, Übernutzung natürlicher Ressourcen sowie Urbanisierung und demografischer Wandel befragt. Der Großteil der interviewten Personen nimmt diese Megatrends sowohl als bedeutsame Entwicklungen wahr und sieht auch einen engen Zusammenhang mit der Energiewende.
Die Ergebnisse zeigen starke Unterschiede sowohl in der Auffassung der unterschiedlichen Trends als auch in der Betroffenheit zwischen befragten Städten und NRW-Gemeinden. Mit rund 84,4 Prozent empfindet die Mehrheit der in der Online-Befragung interviewten Personen die Veränderungen in der Bevölkerungsstruktur im Zuge eines demografischen Wandels als relevant für die eigene Kommune. Kommunen, die in dynamischen Wachstumsregionen ein starkes Bevölkerungswachstum erlebt haben - etwa durch steigende Geburtenraten und durch mehr zugezogene Menschen -, ließ die Tendenz der alternden Bevölkerung sinken. Städte und Gemeinden in peripheren, ländlichen Schrumpfungsregionen hingegen sind durch einen Bevölkerungsrückgang und Überalterung geprägt. Daraus resultieren unter andrem Herausforderungen für die Gewährleistung der Daseinsvorsorge.
Die energieintensive Industrie kann zum Ausgleich volatiler Stromeinspeisungen und somit zum Gelingen der Energiewende beitragen.
Digitalisierungsprozesse ermöglichen die Flexibilisierung der Produktion, wodurch die Stromnachfrage steuerbarer wird.
Gegenwärtig sind die Anreize zur Flexibilisierung jedoch für die meisten Unternehmen aufgrund von Investitionsunsicherheiten und der Konkurrenz durch konventionelle Kraftwerke gering.
Im Rahmen der Transformation des Energiesystems und zunehmender Digitalisierung der Produktion wird die Flexibilisierung für Industrieunternehmen perspektivisch attraktiver.
Digitalisierung und Flexibilisierung haben Auswirkungen auf Beschäftigte. So werden bereits jetzt Tätigkeiten an eine Abschaltung von Anlagen zur Stabilisierung des Stromsystems angepasst.
Im Hinblick auf Digitalisierungsprozesse gilt es, Mitarbeiter frühzeitig zu beteiligen und Ängste sowie Anregungen der Beschäftigten ernst zu nehmen.
Die Akzeptanz von Veränderungsprozessen kann durch eine frühzeitige Einbindung der Beschäftigten und ihrer Vertretung gefordert werden.
Ein den Digitalisierungsaktivitäten entsprechendes Personalkonzept stellt sicher, dass Beschäftigte mit notwendigem Know-how ausgestattet werden.
Die Energiewende ist der Umstieg der Energieproduktion, -versorgung und -nutzung von nuklearen und fossilen Energieträgern auf erneuerbare Energien. Dieser tiefgreifende Wandel des über viele Jahre gewachsenen Energiesystems in Deutschland umfasst zahlreiche, hoch komplexe Aspekte und Prozesse. Aus einer eher technologischen Perspektive heraus betrachtet sind die Ziele der Energiewende eine Weiterentwicklung und Dezentralisierung des technischen Stromsystems und seiner Komponenten (Speicher, Netze, Management), die Steigerung der Energieeffizienz (bspw. in industriellen Prozessen sowie in Haushalten, durch energetische Modernisierung des Gebäudebestandes oder eine intelligentere Nutzung der Wärme) sowie die Elektrifizierung des Verkehrs.
In dem vorliegenden Kapitel werden die verschiedenen Herausforderungen zur Umsetzung der Energiewende genauer beleuchtet und dargestellt und schließlich in zentrale Schlussfolgerungen zur Realisierung der Energiewende überführt.
Zukunft ist keine Tatsache, die sich einstellt, sie wird imaginiert, ermöglicht, durchgesetzt. Doch während das Ringen um eine lebenswerte Zukunft die visionäre Verständigung der Vielfalt der Verschiedenen, mitunter Fremden braucht, drückt eine ökonomisch beförderte Fantasielosigkeit der Gegenwart zunehmend die Luft ab.
Bestimmte Wissenschaften hingegen, die der Fantasie Futter geben, was warum wie wo noch möglich ist, können einen visionären und reflektierten Boden für ein lebenswertes Zusammenleben schaffen. Solche Wissenschaften sind "Möglichkeitswissenschaften" (Reinhard Pfriem).
Dieses Buch versammelt zur Feier des 70. Geburtstages von Reinhard Pfriem fachübergreifende Erkundungen dazu, was es heißen kann, Ökonomie mit Möglichkeitssinn zu betreiben.
Climate researchers agree that anthropogenic greenhouse gas emissions significantly contribute to climate change, and that radical measures to reduce greenhouse gas emissions and to adapt to the impacts of no longer avoidable climate change are needed. The German Federal Government with its Climate Protection Plan 2050 reinforced its target to reduce Germany's greenhouse gas emissions by 80 to 95 percent compared with 1990. The achievement of these targets requires nothing less than a fundamental transformation of spatial planning.
In the paper a methodology to scientifically assess the likely impacts of possible combinations of policies or strategies to achieve the energy transition, i.e. to reduce the greenhouse gas emissions of urban mobility and transport is proposed and demonstrated, using the Ruhr Area, the largest conurbation in Germany, as an example.
The results of the policies examined so far can be summarised as follows: Push measures as high energy prices, speed limits or reduction of the number of lanes of main roads are more effective in reducing greenhouse gas emissions than pull measures as the promotion of cycling, walking, electric cars or public transport. Between policies or policy packages there can be positive or negative synergies, i.e. the impacts of measures can reinforce or weaken each other. The results show that even with ambitious policies the greenhouse gas emission targets of the national and state governments will not be achieved and that more radical policies are needed.
Fondos autogestionados para la transición agroecológica : el caso de Asproinca, Riosucio, Caldas
(2019)
Addressing the prevailing mode of high-carbon lifestyles is crucial for the transition towards a net-zero carbon society. Existing studies fail to fully investigate the underlining factors of unsustainable lifestyles beyond individual determinants nor consider the gaps between current footprints and reduction targets. This study examines latent lifestyle factors related to carbon footprints and analyzes gaps between decarbonization targets and current lifestyles of major consumer segments through exploratory factor analysis and cluster analysis. As a case study on Japanese households, it estimates carbon footprints of over 47,000 households using expenditure survey microdata, and identifies high-carbon lifestyle factors and consumer segments by multivariate regression analysis, factor analysis, and cluster analysis. Income, savings, family composition, house size and type, ownership of durables and automobiles, and work style were confirmed as determinants of high-footprint Japanese households, with eight lifestyles factors, including long-distance leisure, materialistic consumption, and meat-rich diets, identified as the main contributory factors. The study revealed a five-fold difference between lowest and highest footprint segments, with all segments overshooting the 2030 and 2050 decarbonization targets. The findings imply the urgent need for policies tailored to diverse consumer segments and to address the underlying causes of high-carbon lifestyles especially of high-carbon segments.
The Wuppertal Institute conducted an impact analysis of the NRW Sustainability Bond #4 of 2018 on behalf of the State Government of North Rhine-Westphalia (NRW). The most recent bond has a volume of EUR 2.025bn, a term of 10 years and consists of 52 eligible projects from the State's 2017 general budget (sustainable value-added was confirmed in a second party opinion by oekom research1). This report analyses the contribution of the bond to climate mitigation, sustainable land use and social impacts. It also includes information on the impacts of the previous three bonds (NRW Sustainability Bond #1 to #3).
The Wuppertal Institute conducted an impact analysis of the NRW sustainability bond #5 of 2019 on behalf of the State government of North Rhine-Westphalia (NRW). The most recent bond has a volume of EUR 2.25 bn, a term of 15 years and consists of 52 eligible projects from the State's 2018 general budget (sustainable value-added was confirmed in a second party opinion by ISS-oekom). This report analyses the contribution of the bond to climate mitigation, sustainable land use and social impacts. It also includes information on the impacts of the previous four bonds (NRW sustainability bond #1 to #4).
Die Situation ist klar: Die Menschheit braucht die sozial-ökologische Wende, damit ihre Existenz auf der Erde langfristig gesichert bleibt. Auch der Weg dorthin ist vorgezeichnet, wir müssen ihn nur gehen. Ein Buch mit knappen Argumenten und in Thesen zugespitzt - es ist ein Appell an Politik und Gesellschaft, für einen radikalen Wandel des Wirtschaftssystems einzutreten.
Reflecting trends in the academic landscape of sustainable energy using probabilistic topic modeling
(2019)
Background: Facing planetary boundaries, we need a sustainable energy system providing its life support function for society in the long-term within environmental limits. Since science plays an important role in decision-making, this study examines the thematic landscape of research on sustainable energy, which may contribute to a sustainability transformation. Understanding the structure of the research field allows for critical reflections and the identification of blind spots for advancing this field.
Methods: The study applies a text mining approach on 26533 Scopus-indexed abstracts published from 1990 to 2016 based on a latent Dirichlet allocation topic model. Models with up 1100 topics were created. Based on coherence scores and manual inspection, the model with 300 topics was selected. These statistical methods served for highlighting timely topic trends, differing thematic fields, and emerging communities in the topic network. The study critically reflects the quantitative results from a sustainability perspective.
Results: The study identifies a focus on establishing and optimizing the energy infrastructure towards 100% renewable energies through key modern technology areas: materials science, (biological) process engineering, and (digital) monitoring and control systems. Energy storage, photonic materials, nanomaterials, or biofuels belong to the topics with the strongest trends. The study identifies decreasing trends for general aspects regarding sustainable development and related economic, environmental, and political issues.
Conclusions: The discourse is latently adopting a technology-oriented paradigm focusing on renewable energy generation and is moving away from the multi-faceted concept of sustainability. The field has the potential to contribute to climate change mitigation by optimizing renewable energy systems. However, given the complexity of these systems, horizontal integration of the various valuable vertical research strands is required. Furthermore, the holistic ecological perspective considering the global scale that has originally motivated research on sustainable energy might be re-strengthened, e.g., by an integrated energy and materials perspective. Beyond considering the physical dimensions of energy systems, existing links from the currently technology-oriented discourse to the social sciences might be strengthened. For establishing sustainable energy systems, future research will not only have to target the technical energy infrastructure but put a stronger focus on issues perceivable from a holistic second-order perspective.
Der Eon/RWE-Deal : Marktbeherrschung und Shareholder Value-Politik mit behördlicher Zustimmung
(2019)
Am 17. September 2019 hat die EU-Wettbewerbs-Kommissarin Margrethe Vestager dem Stromkonzern Eon die Übernahme und Zerschlagung der RWE-Tochter Innogy unter leichten Auflagen erlaubt. Damit geht eine vollständige Geschäftsfeldaufteilung zwischen den beiden mächtigsten nationalen Energiekonzernen Eon und RWE einher. Während sich Eon auf die Bereiche Vertrieb und Verteilnetzbetrieb konzentrieren wird, übernimmt RWE die konventionellen Kraftwerke des bisherigen Konkurrenten sowie alle Anlagen der erneuerbaren Stromerzeugung. Auch alle vor rund zwei Jahren zunächst an Innogy abgegebenen Anlagen zur Stromerzeugung werden von RWE wieder zurückgeholt. Zudem erhält RWE eine 16,7-prozentige Beteiligung an Eon. Dazu gab das Bundeskartellamt (BKartA) bereits am 26.02.2019 bekannt, dass es diese Beteiligung für unbedenklich hält.
Die Freigabe der EU-Kommission vom September 2019 ist eine "Entscheidung von enormer Tragweite" die den "gesamten Sektor grundlegend verändern" wird. Denn durch diesen Mega-Deal entstehen im deutschen Energiesektor zwei monolithische Giganten mit bisher nie dagewesener Marktmacht.
This report on urban mobility performance measurement is aimed at enabling stake- holders of the city of Bucharest and the public to understand their current urban mobility situation through a point-based results framework. It shall provide the city of Bucharest with a yardstick to measure its performance and benchmark the progress against some of its counterparts. It measures the urban mobility and compares it with 13 other European cities: Berlin, London, Vienna, Brussels, Moscow, Rome, Zurich, Paris, Amsterdam, Copenhagen, Oslo, Budapest and Madrid.
Similar to many other European cities, Bucharest employs a Sustainable Urban Mobility Plan (SUMP) in order to continuously improve urban transport and mobility and to make it more sustainable. In this respect, the report should also be regarded as a document which supports the stakeholders in Bucharest in their efforts to develop transport and mobility in the city more sustainable.
Digitalisation is in full swing and it is changing and influencing the world of the 21st century as no other dynamics of change has done before. Dealing with its impacts and at the same time shaping digitalisation itself is therefore a core task for achieving a globally sustainable transformation (German Advisory Council on Global Change - WGBU, 2019). But which direction should digitalisation take to ensure that it makes e ective contributions to globally sustainable development? And what is the specific approach needed to steer digitalisation in the right direction?
This doctoral research is located in the branch of sustainability sciences that has the realisation of sustainable development as its core subject of research. The most broadly accepted notion of sustainable development is that which evolves along the resolutions, declarations, and reports from international processes in the framework of the United Nations (UN). The consensual outputs from such processes feature global-generalised and context-free perspectives. However, implementation requires action at diverse and context-rich local levels as well. Moreover, while in such UN processes national states are the only contractual parties, it is increasingly recognised that other ("nonstate") actors are crucial to sustainability. The research presented here places the attention on bottom-up initiatives that are advancing innovative ways to tackle universal access to clean energy and to strengthen small-scale family farmers. This means, the focus is on bottom-up initiatives advancing local implementation of global sustainability targets, more precisely, targets that make part of the Sustainable Development Goals two and seven (SDG 2 and SDG7). The research asks how such bottom-up initiatives can contribute to the diffusion of sustainability innovations, thereby also contributing to social change.
Because prevention is closely linked to complex consumption patterns, even cultural changes, such as increasing environmental awareness, changes in the average size of households or changes in the industrial structure of an economy, are relevant factors for the interpretation of changes in the generation of waste - it is more or less impossible to isolate the effect of specific waste prevention measures in this complex system. This must be considered, in particular, in international comparisons of policies and their potential transferability. The guidelines of the European Commission on waste prevention also point to the particular problem of data availability in the area of prevention: as waste statistics focus mainly on the treatment and fate of wastes, they are often of limited value for prevention of waste because they don't give sufficient information about their origins or reasons for their generation.
Against this background, this report has the following objectives:
Chapter 2 discusses strengths and weaknesses of typical waste-based prevention indicators; Chapter 3 analyses possible indicators that consider an upstream perspective and take into account the ecological rucksacks of products and components that have become waste; Chapter 4 focuses on specific product groups that could be targeted by waste prevention indicators.
In general, the report describes the complexity of measuring waste prevention and outlines pros and cons of possible approaches. The final chapter aims to draw rather pragmatic conclusions on possibly most preferable options for future policy-making.
Digitalization is a transformation process which has already affected many parts of industry and society and is expected to yet increase its transformative speed and impact. In the energy sector, many digital applications have already been implemented. However, a more drastic change is expected during the next decades. Good understanding of which digital applications are possible and what are the associated benefits as well as risks from the different perspectives of the impacted stakeholders is of high importance. On the one hand, it is the basis for a broad societal and political discussion about general targets and guidelines of digitalization. On the other hand, it is an important piece of information for companies in order to develop and sustainably implement digital applications. This article provides a structured overview of potential digital applications in the German energy (electricity) sector, including the associated benefits and the impacted stakeholders on the basis of a literature review. Furthermore, as an outlook, a methodology to holistically analyze digital applications is suggested. The intended purpose of the suggested methodology is to provide a complexity-reduced fact base as input for societal and political discussions and for the development of new digital products, services, or business models. While the methodology is outlined in this article, in a follow-up article the application of the methodology will be presented and the use of the approach reflected.
Als Direct Air Capture (DAC) werden Technologien zur Abscheidung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre bezeichnet. Diese könnten zunehmend zum Einsatz kommen, um CO2 für Power-to-X-Prozesse (PtX) oder zur Erzielung "negativer Emissionen" bereitzustellen. Die Ergebnisse einer multidimensionalen Bewertung im Rahmen der BMWi-Studie "Technologien für die Energiewende" (et 09/2018) zeigen, dass noch große Unsicherheiten bestehen und die Entwicklung überwiegend an Deutschland vorbeigeht.
Die Dekarbonisierung des deutschen Wohngebäudebestandes stellt einen wichtigen Baustein zum Gelingen der Energiewende dar. Politisches Ziel ist ein "nahezu klima-neutraler" Gebäudebestand bis 2050. Trotz Erfolgen in der Vergangenheit und eines umfangreichen Policy-Mix verbleibt die energetische Sanierungstätigkeit sowohl hinichtlich der Sanierungstiefe als auch der Sanierungsbreite unterhalb des politisch geforderten und ökologisch notwendigen Maßes. Die Arbeit widmet sich daher der Frage, unter welchen individuellen und quartiersbezogenen Rahmenbedingungen Immobilieneigentümer energetische Sanierungsmaßnahmen durchführen und wie die energetische Sanierungstätigkeit durch Multi-Level-Governance gesteigert werden kann. Die Analyse erfolgt fallstudienbasiert für die Eigentümergruppe der privaten Kleinvermieter, die rund 37 Prozent des deutschen Wohnungsbestandes bewirtschaften. Anhand eines mixed method-Ansatzes wird zunächst durch problemzentrierte Interviews ein Modell zur Beschreibung des Investitionsentscheidungsprozesses entwickelt, was anschließend durch eine schriftlich-postalische Befragung und ihre regressions-analytische Auswertung bewertet wird. Durch die Triangulation können förderliche und hemmende Einflussfaktoren identifiziert werden. Aufbauend auf den theoretischen Vorüberlegungen sowie den empirischen Ergebnissen werden anschließend politische Handlungsempfehlungen abgeleitet.
The need for sustainable energy management at the municipal level is growing, in order to meet EU climate goals. Multiple initiatives have been launched to support municipalities in energy planning and strategy development process. Despite available support, research shows mixed results about implementation of plans and strategies. This research paper analyses what targets municipalities set, how they monitor implementation of their sustainable energy action plans (SEAPs) and searches for the most important factors that have enabled or hindered the implementation of local SEAPs at Latvia. The article shows that, in some cases, there is evidence that SEAP development is a project-based activity, supported by external experts. From municipal personnel point of view, it is a project that ends with approved SEAP, but not a part of their future daily routine. Eventually implementation of the plan is difficult, because municipalities lack experience in daily management of energy data, distribution of responsibilities and implementation of procedures. Municipalities also tend to exclude important stakeholders in their SEAPs, like, private sector, household sector and transport sector, which lead to lower targets and lower achievements in GHG reduction.
Die Große Transformation zur Nachhaltigkeit ist eine gesamtgesellschaftliche Herausforderung, für deren Bewältigung auch die Wissenschaft gefordert ist. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat daher unter anderem die Fördermaßnahme "Nachhaltiges Wirtschaften" (NaWi) ins Leben gerufen, um Wissenschaft und Praxis in ihrer Begegnung dieser Herausforderung zu unterstützen.
Ein neues Format, um diese Wissenschafts-Praxis-Kooperation als Beitrag zu einer nachhaltigen Entwicklung zu gestalten, ist das sogenannte Reallabor. Dort kommen Akteure aus Wissenschaft und Praxis zusammen, um gemeinsam Lösungen für ein realweltliches Nachhaltigkeitsproblem zu erarbeiten und auszuprobieren. Ausgehend von der konzeptionellen und empirischen Reallaborforschung des NaWi-Projekts "Wohlstands-Transformation Wuppertal" (WTW) wurden die Erfahrungen und Erkenntnisse aus den NaWi-Projekten WTW, KInChem und WohnMobil sowie die aktuelle wissenschaftliche Literatur zu Reallaboren synthetisiert. Die hieraus entstandene vorliegende Studie bietet den Leserinnen und Lesern einen umfassenden Überblick über den Aufbau und die Umsetzung von Reallaboren.
Zunächst werden bisherige Reallaborverständnisse reflektiert und acht Schlüsselkomponenten von Reallaboren präsentiert. Anschließend wird das Reallabor in seiner Prozess- und seiner Strukturdimension näher beleuchtet. Ein ausführlicher Prozess-Leitfaden zeigt Schritt für Schritt auf, wie ein Reallabor-Prozess gestaltet werden sollte. Auch die teils neuen Rollen von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in Reallaboren werden analysiert. Schließlich werden die strukturierenden Elemente eines Reallabors vorgestellt und - wie bereits die Prozessschritte und Rollen - auf die drei NaWi-Projekte angewendet.
In the context of the German-Korean Energy Policy Dialogue, integration of renewable power sources and smart grids have been identified as topics with high relevance. This study aims to support mutual learning and exploration of new fields for collaboration by identifying similarities and differences in the respective status quos, strategies and policies in both countries.
After a short introduction to the South Korean energy situation, Chapter 2 provides an overview of the South Korean power market, its situation regarding renewable power sources and the Korean definition of smart grids. Chapter 3 of this study highlights the major South Korean energy strategies and regulatory frameworks relevant to integration of renewable energies and smart grids. In Chapter 4, the status and perspectives of renewable energy sources integration and smart grids in South Korea are discussed, presenting various demonstrative examples, new business models and the current situation of technology deployment. Chapter 5 puts South Korea in the global context and compares it to Germany. Finally, Chapter 6 draws conclusions and presents recommendations on suitable areas for mutual learning.
While the Paris Agreement (PA) has enshrined ambitious long-term objectives, the current level of action of the Parties to the Agreement falls far short of this ambition, as is recognised in the very COP decision adopting the Agreement. The Global Stocktake (GST) established in Art. 14 of the PA is a key element to address this problem. Its purpose is to review the implementation of the PA and to assess the progress made towards the collectively agreed goals.
The aim of this report is to develop recommendations on how to maximise the potential impact of the GST. The report starts from a perspective of what the GST could ideally do, irrespective of decisions already taken under the UNFCCC and other political constraints. In the second step, the report takes these limitations into account and suggests ways for how to nonetheless work towards the desired outcome.
Diese Studie untersucht Notwendigkeiten und Möglichkeiten, Wasserstoff und Strom zu nutzen, um den Verkehrssektor in Deutschland perspektivisch zu dekarbonisieren. Basis der Untersuchung ist das Dekarbonisierungsszenario des Wuppertal Instituts von 2017, welches den Verkehrssektor Deutschlands unter der Maßgabe dekarbonisiert, dass Deutschland einen adäquaten Beitrag dazu leistet, den Klimawandel auf 1,5 °C mittlere Temperaturerhöhung gegenüber dem vorindustriellen Zeitalter zu begrenzen.
Das Dekarbonisierungsszenario nimmt eine ambitionierte Verkehrswende an, um dieses Politikziel zu erreichen. Es zeichnet sich durch eine besonders effiziente Mobilität aus, indem es umfangreiche Vermeidungs- und Verlagerungsmaßnahmen vorsieht und dadurch der Energieverbrauch besonders gering bleiben kann. Dennoch werden selbst in diesem Klimaschutzszenario signifikante Mengen erneuerbaren Stroms für den Verkehrssektor benötigt.
Es findet eine möglichst "direkte Elektrifizierung" statt, also ein Strombezug von batterie-elektrischen Pkw aus dem Netz, sowie über Oberleitungen für die Schiene und für große Lkw auf Bundesautobahnen. Es ist aber auch eine "indirekte Elektrifizierung" nötig, indem aus erneuerbarem Strom unter der Hinnahme von Wirkungsgradverlusten Wasserstoff (H2) und als Folgeprodukt auch synthetische Kraftstoffe hergestellt werden. Diese strombasierten Produkte werden im Dekarbonisierungsszenario für große Pkw und Lkw verwendet.
Die vorliegende Studie berechnet zusätzlich den H2- bzw. PtX-Bedarf des internationalen Flug- und Seeverkehrs. Sie bestimmt außerdem das Lastprofil für eine ungesteuerte Ladung von Elektro-Pkw im Zieljahr. Die Berechnungen verdeutlichen, dass die Dekarbonisierung des Verkehrssektors in Zukunft sehr viel stärker mit dem Stromsystem wechselwirkt. Für Klimaschutz im Verkehr bedarf es neben einer drastischen Energieverbrauchssenkung und einem beschleunigten Ausbau erneuerbarer Energien auch die Infrastruktur für Strom und strombasierte Produkte.
Theoretical advances suggest that international governance in general and the Paris Agreement in particular provide a strong signal guiding sociotechnical systems toward decarbonization. We assess this signal and its effects empirically, by examining the struggle of competing narratives as present in the communications of leading US fossil fuel industry associations and companies. The results are then discussed in the context of the national and international climate and energy policy debates in a study period from late 2014 until the announcement of withdrawal from the Paris Agreement in June 2017. We find that the Paris Agreement has institutionalized a narrative paradigm that is surprisingly resilient. While the election of Donald Trump and his climate and energy policy led to a narrative shift in the coal industry, the oil and gas industry remained conspicuously silent in its immediate response and maintained its narrative strategies despite its alignment with the Paris Agreement.
This study focuses on smart grids and integration of renewable energy sources in Japan. It first elaborates on the current status of the Japanese power market, its electricity grid, and the trends taking place which result in the need for smart grids. It proceeds with strategic and legislative framework setting relevant for smart grids and renewables, and with current status of smart grids and renewables. Further, it focuses on relevant stakeholders, new business models, and public acceptance relevant for smart grids and renewables. It then puts the Japanese developments in international context and, where possible, compares it to Germany. Lastly, it derives recommendations and identifies where Japanese and German policymakers, regulators and private sector stakeholders might profit from closer collaboration.
Das Kreislaufwirtschaftsgesetz (KrWG) verlangt mit Bezug auf das Abfallvermeidungsprogramm (AVP) die Benennung zweckmäßiger Maßstäbe für Abfallvermeidungsmaßnahmen (AVM), anhand derer die Fortschritte bei der Entkopplung der mit der Abfallerzeugung verbundenen Auswirkungen auf Mensch und Umwelt vom Wirtschaftswachstum erfasst werden können. Das AVP benennt mögliche Indikatoren, allerdings ist unklar, inwieweit diese das Entstehen von Abfällen darstellen oder die Effekte von AVM abbilden können. Mögliche Bewertungsmaßstäbe für die Messung des Abfallvermeidungserfolges wurden analysiert, auf ihre Eignung geprüft und ein Set an Indikatoren erarbeitet, um eine kontinuierliche Messung des Erfolges von AVM zu ermöglichen.
Mit den beiden Plädoyers "Ökologischen Individualismus stärken" und "Ökologische Lebensformen stärken" wird eine zentrale Kontroverse ökologischer Politik nachgezeichnet. Der Diskussionsstand wirft bedeutende Fragen auf, die Beiträge bieten erste Orientierung für mögliche Antworten. Die vorgestellten Positionen schließen einander nicht aus. Vielmehr vermessen sie ein Spektrum, innerhalb dessen ganz unterschiedliche Pfade beschritten werden können, auf dem Weg zu einer grünen Erzählung von Ökologie.
Diesen Technologien wird für das Energiesystem, bei einem zunehmenden Ausbau der fluktuierenden regenerativen Leitenergieträger Wind und Sonneneinstrahlung als zentrale Flexibilitätsoption sowie zur Dekarbonisierung der Industrie - Bereitstellung von Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen -, eine Schlüsselrolle zukommen. Wie die bisherigen Erfahrungen mit anderen Energieinfrastrukturen, z. B. Freileitungen oder Windkraftanlagen, zeigen, stellt eine breite gesellschaftliche Akzeptanz einen wesentlichen Erfolgsfaktor für die großflächige Diffusion und Transformation dar. Entsprechend ist die gesellschaftliche Einbettung auch bei der Planung von PtX-Strategien frühzeitig zu beachten.
In der öffentlichen Diskussion rücken die Konsequenzen der notwenigen Klimaschutzmaßnahmen sowie damit verbundene Kosten in den Fokus und entfalten ihre Sprengkraft. Ökologische, ökonomische und soziale Nachhaltigkeit werden zunehmend gegeneinander in Stellung gebracht. Häufig wird Klimaschutz gegen Wohlstand, wirtschaftliche Entwicklung und Arbeitsplätze ausgespielt.
Mit der von der Friedrich-Ebert-Stiftung beim Wuppertal Institut in Auftrag gegebenen Studie entlarven die Autorinnen und Autoren "unheilige Allianzen", verbreitete Mythen und interessensgesteuerte Desinformation. Anhand von zehn konkreten Fragestellungen liefern sie eine faktenbasierte Analyse und zeigen, dass eine zukunftsorientierte Energie- und Klimapolitik im Einklang mit Wohlstand und sozialem Fortschritt sehr wohl möglich ist.
Innerhalb des Kopernikus-Projekts "Synchronisierte und energieadaptive Produktionstechnik zur flexiblen Ausrichtung von Industrieprozessen auf eine fluktuierende Energieversorgung" - kurz SynErgie - erheben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das Flexibilisierungspotenzial von Industrieprozessen und versuchen die Machbarkeit an Schlüsselprozessen zu demonstrieren. Die technischen Herausforderungen und Lösungsoptionen, die sich in den Prozessen der Grundstoffindustrie - wie etwa Stahl, Chemie, Zement, Glas und Feuerfest - ergeben, haben sie bereits in einem ersten Band "Flexibilitätsoptionen in der Grundstoffindustrie: Methodik, Potenziale, Hemmnisse" ausführlich beschrieben und auf Basis einer eigens entwickelten Methodik analysiert. Der Fokus des vorliegenden zweiten Bandes liegt auf den Flexibilitätsperspektiven, die sich durch hybride Wärmebereitstellung, den Einsatz thermischer Energiespeicher und der Nutzung synthetischer Gase in den entsprechenden Branchen ergeben können. Hierzu erweiterten die Forschenden die bereits im ersten Band entwickelte Methodik um die relevanten Aspekte der Gasversorgung und thermischen Speicherung. Anhand von konkreten technischen Beispielen aus den Branchen stellen sie darin die Anwendungsmöglichkeiten und ein gegebenenfalls daraus folgendes Flexibilitätspotenzial dar und diskutieren dies.
Unter den Stichworten "Sektorenkopplung" und "Power-to-X" werden derzeit viele Möglichkeiten der direkten und indirekten Elektrifizierung großer Teile der Endenergienachfrage intensiv diskutiert. In diesem Zusammenhang hat die Diskussion um Wasserstoff als Endenergieträger sowie als Feedstock für die Herstellung von synthetischen Kraftstoffen und chemischen Grundstoffen zuletzt stark an Bedeutung gewonnen. Insbesondere der klimaneutrale Umbau der Grundstoffindustrien und hier vor allem der Grundstoffchemie und der Stahlindustrie würde bedeutende Mengen an grünem Wasserstoff benötigen, die räumlich stark auf die großen Industriekerne fokussiert wären. Ein zeitnaher Einstieg in die Schaffung entsprechender Erzeugungskapazitäten und Infrastrukturen könnte dazu führen, dass Wasserstoff - neben erneuerbaren Energien und Energieeffizienz - zum dritten Standbein der Energiewende avanciert.
In der transdisziplinären Arbeit des NaWis-Verbunds spielt die Auseinandersetzung mit zivilgesellschaftlichen Bewegungen eine wichtige Rolle. Diese treiben in vielerlei Hinsicht "moralische Revolutionen" (Kwame Anthony Appiah) an - derzeit etwa tritt Fridays for Future sehr entschieden für mehr Klimaschutz ein. Nachhaltigkeitswissenschaft kann helfen, dem Anliegen der Bewegung mehr Gehör zu verschaffen.
The concept of sufficiency - reducing energy uses beyond technical efficiency - is far-reaching and requires a reflection on human needs, energy services, urban structures, social norms, and the role of policies to support the shift towards lower-energy societies. In recent years, a growing body of literature has been published on energy sufficiency in various disciplines. However, there has been limited exchanges and cooperation among researchers so far, hindering the visibility and impact of this research. This paper presents an assessment of where sufficiency research stands, especially in the perspective of policy-making. It is the first overview paper issued in the context of the newly-founded ENOUGH network - International network for sufficiency research & policy, established in 2017. In the first part, we provide a condensed literature review on energy sufficiency, based on dozens of recent references collected through the network. Through four main themes (the nature of sufficiency, the challenges of modelling it, the barriers to its diffusion, and the approaches to foster it), we summarise the key issues and approaches. We then present what the scholars themselves see as the priorities for future research, promising sufficiency policy options, and key barriers that research should help overcome. We collected their views through a questionnaire completed by more than 40 knowledgeable authors and experts from various disciplines. We finally build on the previous parts to draw some recommendations on how sufficiency research could increase its impact, notably in relation to policy-making.
Germany and Japan have both gained substantial experience with hydrogen production and applications, albeit with focus on different sectors. They also share similar drivers for hydrogen development and, of course, similar technical and economic opportunities and challenges. However, there also are relevant differences in the policy priorities and approaches.
Notwithstanding differing emphases and patterns, the two countries share three main drivers for hydrogen development and deployment: climate mitigation and other environmental goals, energy supply diversification, and technological leadership. In this context, hydrogen has been identified by the German and the Japanese governments during the Energy Policy Dialogue as having potential for closer cooperation.
The authors of this study provide an overview of demand-side deployment by sector (residential, transport, industry, power generation and power-to-x) for both countries, as well as of their hydrogen policy debates, key institutions, R&D programs and demonstration projects. They also present a short survey on relevant international platforms and initiatives in which Japan and Germany participate.
On the basis of a meta-analysis of the role of hydrogen in 18 long-term energy system scenarios for Germany and 12 scenarios for Japan, this study draws conclusions on the possible role of hydrogen in the long term energy policy debates of both countries. Subsequently, the authors discuss sustainability criteria and certification schemes for clean hydrogen, compare the greenhouse gas intensity of different hydrogen supply chains and provide a data-based analysis to identify countries which could become important suppliers of clean hydrogen.
In vielen deutschen Städten sinken die verkehrsbedingten CO2-Emissionen kaum und vor allem die Belastungen durch Luftschadstoffe aus dem Straßenverkehr sind weiterhin sehr hoch. Deshalb beklagt die Deutsche Umwelthilfe inzwischen über 30 Städte in Deutschland, um durch Fahrverbote für Dieselfahrzeuge das Recht der Menschen auf saubere Atemluft durchzusetzen. Daher suchen die Kommunen zunehmend Wege, die verkehrsbedingten Emissionen zu senken. Dabei kommt kommunalen Flottenbetreibern eine besondere Rolle zu. Sie stehen besonders unter Handlungsdruck, weil durch ein Fahrverbot für Dieselfahrzeuge diese nur noch sehr eingeschränkt eingesetzt werden könnten.
"Politisches Engagement ist wichtiger als privater Konsumverzicht", meint Michael Kopatz. Moralische Appelle machen nur schlechte Stimmung, ändern aber nicht unsere Routine. Wie erfolgreich Protest sein kann, zeigt aktuell die Fridays for Future-Bewegung, die für neue, der Situation angemessene Strukturen kämpft, statt für persönliche Verhaltensänderungen. Kopatz fordert die Politik auf, ihrer Verantwortung gerecht zu werden und intelligente Standards und Limits zu setzen - damit "Öko" zur Routine wird und die erhobenen Zeigefinger verschwinden.
Was ist synthetisches Gas?
(2019)
This Topic Guide aims to provide answers to the question: "How can transport products, services and works be delivered sustainably?". Public procurement accounts for about 19% of the European Union's GDP and thus is a powerful lever to support the transition of urban mobility. The purchasing power of municipalities and regions can create a critical demand for innovative and green goods, services and business models such as low emission vehicles or shared mobility solutions. Public procurement can increase their competitiveness and availability, and thus trigger the market penetration of innovative products and services. The Guide discusses the general concept of sustainable public procurement, the legislative environment in the EU and leads through the different stages of a procurement process for SUMP (Sustainable Urban Mobility Planning) measures in a stepwise approach. It also discusses different inherent principles of sustainable public procurement in the field of urban mobility such as life cycle costing and how these can be applied. In so doing, it points to relevant further guidance discussing specific issues and concepts.
The transformation of urban mobility systems causes financial costs for the procurement and operation of innovative products and services and for the adaptation of existing infrastructure. While public budgets are limited, investments in infrastructure and transport services compete against other spending priorities, and private investors often are reluctant to invest into sustainable transport projects. Thus, cities need to seek additional funding and financing options and to develop business models to attract private sector investments in the development of the urban transport system. Moreover, financing schemes should cover the entire SUMP (Sustainable Urban Mobility Planning) cycle, starting from planning, to project implementation and procurement up to the operation and maintenance of services and infrastructures.
This requires the blending of different revenue sources, including:
project related revenue sources such as public transport fares and the lease of advertising space in buses;
the extension of the local tax base, for example through the introduction of road user charges and parking fees or the use of value capture mechanisms;
National, bilateral, and European grants;
Debt financing through loans and other instruments such as issuing green bonds. Finally, a prudential engagement of the private sector in infrastructure development and service provision can reduce the direct burden on public budgets while enhancing service quality. The applicability of specific financing options critically depends on the national legislative environment. Many of the instruments and case examples presented here may not be transferred to other Member States due to the different distribution of responsibilities and powers between the political levels in the Member States. This report, however, can inspire the search for potential funding and financing sources and is therefore aimed not only at local and regional authorities but also at decisionmakers at the national level. Still, whether a specific instrument can be used in a Member State needs to be assessed on a case-by-case base.
This report explores the future role of the voluntary carbon market and its potential to contribute to raising the ambition of climate policy. For this purpose, desk research was complemented by interviews with voluntary carbon market representatives. The report finds that the current roles of the voluntary market are set to change fundamentally due to the Paris Agreement. For the future of the voluntary market as an investor, three roles were identified, each of which is associated with specific challenges: The market may maintain its current role of buyer of carbon neutrality credits, it may become a supporter of NDC implementation, or it may become a driver of ambition. With regard to the future role of private certification standards, the Paris Agreement may hold the possibility of using such standards in the context of compliance activities. Overall, the findings indicate that the voluntary market has some potential to contribute to ambition raising. Whether this potential will actually be unlocked depends on how the concept of ambition raising will be operationalized under the Paris Agreement and to what degree it can be integrated into the voluntary market's activities and business models.
Article 6 of the Paris Agreement establishes mechanisms for Parties to "pursue voluntary cooperation in the implementation of their nationally determined contributions to allow for higher ambition in their mitigation and adaptation actions [...]" (Article 6.1). I. e. the mechanisms are explicitly designed to foster higher ambition. However, without additional guidance and rules, the economic incentives of carbon markets may work against increasing host country ambition. For example, setting ambitious NDC targets may directly reduce the amount of mitigation outcomes that go beyond the NDC target and that a host country can transfer abroad. The report presents four options on how the risks can be ad-dressed and ambition can be increased: (1) Strengthening reporting, transparency and comparability; (2) Reconciling the design of the Article 6.4 mechanism with ambition raising of host countries; (3) Supporting the host country to raise ambition through the Article 6.4 mechanism; (4) Fostering the acquiring country to raise ambition through the Article 6.4 mechanism. These options are assessed and recommendations are provided on how they could be implemented.
Article 6.4 of the Paris Agreement establishes a new mechanism for Parties to cooperate in achieving their nationally determined contributions (NDCs). One key innovation of the Article 6.4 mechanism is its objective to "deliver an overall mitigation in global emissions" (Art. 6.4(d)). This report develops recommendations on how to implement this objective. A key difficulty lies in the fact that even basics of how the mechanism is supposed to function have so far not been clarified by the Parties. The report therefore first sketches out what has so far been agreed and discussed on the mechanism’s activity cycle. Second, as the concept of overall mitigation has so far also not been clearly defined by Parties, the report derives a working definition from the language that was agreed in the Paris Agreement. In the next step, the report provides a survey of the options to achieve overall mitigation that have so far been discussed in the relevant literature and in the Article 6 negotiations. Many of these options were developed in the context of the Kyoto mechanisms. The report therefore discusses to what extent the options are also applicable under the Paris Agreement or whether adjustments need to be made. In the following, the options that are applicable under the Agreement are assessed on the basis of a number of criteria. The report concludes with a summary of the main findings and recommendations.
Was hat Design mit Umwelt und Nachhaltigkeit zu tun? Die globale Erwärmung und der Klimawandel lassen sich auf verschiedene Ursachen zurückführen. Design, das die Umwelt außen vor lässt, ist einer der Gründe. Viele Produkte und Dienstleistungen verbrauchen nämlich viel Energie und Ressourcen haben auch eine hohe soziale Relevanz - sie sorgen beispielsweise für Teilhabe oder Exklusion. Wie eine Transformation hin zu mehr Nachhaltigkeit in diesem Bereich besser gelingt, fasst der neue "Transition Design Guide" des Wuppertal Instituts und der Folkwang Universität der Künste in Kooperation mit der ecosign - Akademie für Gestaltung Köln und der Bergischen Universität Wuppertal zusammen.
Der Leitfaden gibt interessierten Gestaltenden, Entwickelnden, Transformatorinnen und Transformatoren sowie Forschenden in Universitäten, Unternehmen und Kommunen 16 Praxis-Werkzeuge an die Hand, um Produkte, Dienstleistungen, soziale Räume oder andere Erfahrungswelten nachhaltiger und umweltbewusster zu entwerfen. Anhand der Arbeitsblätter lassen sich gestalterische Ideen und Konzepte auf ihre Nachhaltigkeitspotenziale untersuchen und weiterentwickeln. Nachhaltigkeitsaspekte werden dabei mit den Methoden und Arbeitsschritten eines klassischen Designprozesses zusammengeführt. Ausführliche Hintergrundinformationen ergänzen die Themen der Tools inhaltlich.
Ein CO2-Preis ist ein zentrales Instrument, um eine umfassende Dekarbonisierung der Wirtschaft zu ermöglichen und zu erleichtern. Sie kann durch verschiedene Instrumente umgesetzt werden, insbesondere in Form einer CO2-Steuer. Es ist jedoch wichtig, dass ein CO2-Preis allein - aufgrund der vielfältigen Hindernisse (einschließlich nicht ökonomischer Hemmnisse) - die sektoralen Ziele und Instrumente nicht ersetzen kann. Vielmehr muss er komplementär zu sektorspezifischen Klimaschutzinstrumenten eingeführt werden. Der Artikel gibt Auskunft darüber, wie ein CO2-Preis konkret und angemessen ausgestaltet werden kann.
Die Autoren verdeutlichen in diesem Papier, dass der Megatrend Digitalisierung nicht zwingend unkontrollierbar über die Wirtschaft und die Gesellschaft hereinbricht. Seine Wirkung hängt vom menschlichen Verhalten, von der Gestaltung neuer Prozessen in Organisationen, aber auch Anpassungen der gesetzlichen Rahmenbedingungen ab. Dieses sozio-kulturelle, organisatorische und institutionelle Umfeld der digitalen Innovationen könne und müsse im Sinne ökologischer Nachhaltigkeit beeinflusst werden. Politik sei hier aufgefordert auf der Basis fundierter Analysen flankierend tätig zu werden. Die Autoren fordern daher, für die Digitalwirtschaft eine eigene sektorspezifische Politik zu entwickeln, wie sie für andere umweltrelevante Sektoren - etwa die Energiewirtschaft, Chemieindustrie oder Autoindustrie - bereits etabliert ist.
Die vorliegende Broschüre fasst die Ergebnisse des dreijährigen Projektes "BMM HOCH DREI - Betriebliches Mobilitätsmanagement im Bergischen Städtedreieck (Remscheid-Solingen-Wuppertal)" für die Praxis zusammen. Die Broschüre stellt den Quartiersansatz vor, beschreibt den Prozess der Beratung und die Entwicklung von Maßnahmen. Als Ergebnis stellt sie die Potenziale für eine Verkehrsverlagerung und den notwendigen Handlungsbedarf für die Praxis dar.
Derzeit befindet sich der zweite Entwurf zum Gebäudeenergiegesetz (GEG) des Bundeswirtschaftsministeriums und Bundesbauressorts zur Vereinheitlichung des Energieeinsparrechts für Gebäude in den Ressorts in der Abstimmung. Doch der Entwurf fällt weit hinter dem aktuellen klimapolitischen Aufbruch der Großen Koalition zurück und die Vorgaben der Europäischen Union erfüllt er nicht.
Können Wissenschafts- und Kulturinstitutionen in ihrer gesellschaftlichen Wirkung davon profitieren, wenn sie sich einem temporären Perspektivwechsel unterziehen? Der Beitrag beschreibt das Design und den Anspruch eines Vorhabens von zwei Wuppertaler Institutionen, die sich mit dem zeitlich befristeten Ämtertausch ihrer Leiter einem solchen Experiment unterziehen werden: der Oper Wuppertal und dem Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie - einem führenden Nachhaltigkeits-Think-Tank.
Reaching the climate goals for the building sector requires to improve insulation and to increase air tightness of buildings in order to minimize heat loss. To achieve these goals and to prevent risks to the health of occupants and damages to the building fabric due to insufficient removal of pollutants and humidity, broad implementation of Mechanical Ventilation and Heat Recovery (MVHR) systems is crucial.
Comparable and up to date figures on the market penetration of MVHR systems across the EU are hardly available. However, figures point to only a small share of residential buildings being currently equipped with such systems (cf. Riviere et al. 2009). For the German building stock the figure is estimated to be below 5% (Händel 2011). The paper presents insights into the reasons for the slow diffusion of HRV technologies in the German building stock. It builds on the results of a recently completed research project whose central aim was to identify actor-specific and structural barriers for the diffusion of efficient ventilation systems in apartment buildings and to examine how these barriers can be addressed.
The analysis is based on 40 semi-structured expert interviews with energy consultants, HVAC craftsmen, and housing companies, as well as guided in-depth interviews with private owners of apartment buildings or apartments that were evaluated by means of qualitative content analysis. Based on the collected data, seven barrier categories were identified, each containing a range of single barriers for the diffusion of efficient ventilation systems within the residential building stock.
Results of the analysis were quantitatively validated by means of online surveys and a household survey among 1,008 households. The paper points out interdependencies within the chain of effects leading up to the investment decision of building owners. Furthermore, based on good practice examples identified within the data collection process, it proposes different measures to address these barriers.
A significant reduction in greenhouse gas emissions will be necessary in the coming decades to enable the global community to avoid the most dangerous consequences of man-made global warming. This fact is reflected in Germany's 7th Federal Energy Research Program (EFP), which was adopted in 2018. Direct Air Capture (DAC) technologies used to absorb carbon dioxide (CO2) from the atmosphere comprise one way to achieve these reductions in greenhouse gases. DAC has been identified as a technology (group) for which there are still major technology gaps. The intention of this article is to explore the potential role of DAC for the EFP by using a multi-dimensional analysis showing the technology's possible contributions to the German government's energy and climate policy goals and to German industry's global reputation in the field of modern energy technologies, as well as the possibilities of integrating DAC into the existing energy system. The results show that the future role of DAC is affected by a variety of uncertainty factors. The technology is still in an early stage of development and has yet to prove its large-scale technical feasibility, as well as its economic viability. The results of the multi-dimensional evaluation, as well as the need for further technological development, integrated assessment, and systems-level analyses, justify the inclusion of DAC technology in national energy research programs like the EFP.
This paper offers a comparative analysis of small wind electrification programmes targeted at remote sheep farming households in two of the windiest regions of the world, Argentine Patagonia and the Falkland Islands/Islas Malvinas. Despite comparable environmental conditions and local livelihoods, their impact was vastly different. Insights from socio-technical systems and strategic niche management approaches offered a deeper understanding of the local context and development dynamics, facilitating the identification of the critical success factors that contributed to these two distinct outcomes and finally highlighting those that can inform the design of future such initiatives. The research is based upon a series of semi-structured interviews with key stakeholders, observational field visits and review of archival sources. The critical factors identified by this case study research include strong and consistent institutional support, investment in robust equipment creation of effective feedback loops from the field and hybridisation. Additionally, a user centred approach that assesses whether small wind is really the right option for each individual household and if so, matches an appropriate energy system to their unique and evolving needs. Finally, empowering users to take on as much responsibility for maintenance as possible by integrating maintenance practices with local culture and ensuring the support of an effective decentralised maintenance network.
Weltweit trägt die Industrie direkt und indirekt etwa über ihren Bezug von Strom und Wärme rund 30 bis 40 Prozent zu den Treibhausgasemissionen bei. Auch in Deutschland liegt ihr Beitrag in einer ähnlichen Größenordnung1. Dabei sind insbesondere die Grundstoffindustrien (Stahl, Zement, Grundstoffchemie, Glas, Aluminium, Papier und andere) besonders energie- und emissionsintensiv. Gleichzeitig basiert der Energieeinsatz dieser Industrien bisher noch überwiegend auf fossilen Energien (und Müll). Zu den energiebedingten Emissionen kommen prozessbedingte Emissionen hinzu, die sich bei den heute üblichen Verfahren selbst bei Einsatz vollständig "grüner" Energien nicht vermeiden lassen. Grundstoffindustrien stellen Materialien für die Herstellung und Verarbeitung von Produkten zur Verfügung. Sie sind daher kein Selbstzweck, sondern tragen letztlich damit dazu bei, vielfältige Bedürfnisse abzudecken.
Responsible consumption and production is one of the Sustainable Development Goals of the United Nations. To achieve this goal the currently high extraction rates of natural resources, that our economy is based on, needs a transformation of the consumption and production system considering technological as well as social change. One of the promising transition approaches is seen in collaborative consumption with its many facets of socio-cultural innovations and fast growing number of participants and businesses. With a decreasing production of goods, due to a utilisation of underutilised assets, these offers might support an absolute reduction of the global resource use. However, a positive environmental effect depends on the setting and the social practices of such sharing offers and is not sustainable or resource efficient generally. Also, resource efficient practices with a low diffusion potential that stick in a niche offer no leverage to achieve sustainable consumption patterns. Thus, this paper describes a mixed method approach to analyse the resource efficiency and diffusion potential of 20 sharing offers in the area of mobility, housing & travel and everyday objects in Germany. Results show that the overall positive environmental connotation of sharing offers cannot be confirmed. We identified five clusters of offers that are all treated to be differently when it comes to deploying the positive potential and avoid unnecessary societal effort to achieve the mentioned Sustainable Development Goal.
German energy transition : targets, current status, chances and challenges of an ambitious pathway
(2019)
With the "Energiewende", the German term for the transformation of the national energy system, the German government pursues ambitious goals, primarily but not only to reflect the climate change challenge and to react to the risks associated with the use of nuclear power plants. After launching the energy concept in mid-2011, which describes the "Energiewende" goals, Germany was perceived as an international pioneer in energy transition for many years and has been acknowledged for its braveness to combine ambitious greenhouse gas (GHG) mitigation targets with a phase out program for nuclear power plants. In this context, this article asks where Germany’s energy transition currently stands, what is planned next and how far the set targets have been achieved or where more action is required to stick to this pathway.
Im Energiesektor hat die Digitalisierung bereits viele Abläufe der Wertschöpfungskette verändert. Es besteht jedoch weiterhin erhebliches Potenzial zur Nutzung von digitalen Anwendungen. Insofern ist mit weiteren tiefgreifenden Veränderungen zu rechnen. Neben den zahlreichen Nutzen bestehen auch potenzielle negative Auswirkungen. Die so entstehenden Spannungsfelder müssen frühzeitig analysiert werden, um Lösungsoptionen für potenzielle Hindernisse zu erarbeiten um somit den größtmöglichen Nutzen der Digitalisierung erzielen zu können.