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Flexibilitätskonzepte für die Stromversorgung 2050 : Technologien, Szenarien, Systemzusammenhänge
(2015)
Als Beitrag zum globalen Klimaschutz soll die Stromversorgung in Deutschland überwiegend auf erneuerbare Energien umgestellt werden. Die vorliegende Analyse zeigt Möglichkeiten auf, wie das System gestaltet werden kann. Mehr als 100 Experten aus Wissenschaft und Wirtschaft haben ihre Expertise eingebracht.
Die Energieeinsparverordnung (EnEV) adressiert die Energieeffizienz sowohl der Gebäudehülle als auch der Anlagentechnik - die Anlagen ihrerseits werden mit Energieträgern betrieben, die mittels Primärenergiefaktoren (PEF) untereinander vergleichbar gemacht werden. Im Rahmen der EnEV müssen bestimmte Grenzwerte bei den Bauteilen und / oder beim Primärenergiebedarf des Gesamtgebäudes eingehalten werden. Da die Primärenergiefaktoren einen entscheidenden Einfluss auf die Größe des zu berechnenden Jahres-Primärenergiebedarfs haben, hat ihre Festlegung Auswirkung auf die Wahl von Heizungstechnologien und deren Energieträger bzw. auf das Binnenverhältnis von Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz bei Gebäudehülle und Anlagentechnik. Vor diesem Hintergrund werden in der Studie die Definition und Bedeutung der Primärenergiefaktoren sowie ihre Steuerungswirkung in Richtung Klimaschutzziele (CO2) und weiterer Ziele untersucht. Das Ergebnis der Studie zeigt, dass insbesondere aus den folgenden beiden Gründen eine Neujustierung beim PEF im Rahmen der EnEV erforderlich scheint:
1) Der Primärenergiefaktor ist in vielen Fällen kein geeignetes Maß zur Bestimmung der Treibhausgasemissionen eines Heizungssystems oder eines Endenergieträgers und hat damit in Bezug auf den Klimaschutz nur eine bedingte Lenkungswirkung.
2) Primärenergiefaktoren (PEFne), die Null betragen (Beispiel Fernwärme), nahe Null liegen (Beispiel Holz) oder perspektivisch gegen Null laufen (Beispiel Strom), verlieren ihre Steuerungswirkung für die Energieeffizienz von Gebäuden. Auch wenn dadurch die formalen Ansprüche an die Bilanzierung von Gebäuden erfüllt werden, werden doch andere wichtige Aspekte wie z. B. die Ressourcenverfügbarkeit und Importabhängigkeit von Energieträgern oder andere mit der Primärenergiebereitstellung verbundene Effekte vernachlässigt.
In dem Diskussionspapier werden daher erste Ansätze skizziert, wie der PEF in der EnEV methodisch sinnvollerweise weiterentwickelt werden könnte bzw. ob ggf. weitere oder andere Indikatoren zur Charakterisierung der ökologischen Performance von Gebäuden herangezogen werden sollten.
Das Projekt "Ressourcenpolitik" (PolRess) begleitete die Debatte um die anspruchsvolle Ressourcenpolitik, zu der sich Deutschland verpflichtet hat, aus politikwissenschaftlicher, juristischer und ökonomischer Perspektive und setzte dabei auch selbst Impulse.
Der Abschlussbericht fasst Überlegungen des Projektteams für die Weiterentwicklung der Ressourcenpolitik zusammen. Darin heißt es unter anderem, dass das in der Nachhaltigkeitsstrategie erfasste Ziel der Bundesregierung, die Rohstoffproduktivität bis zum Jahr 2020 gegenüber 1994 zu verdoppeln, wohl nicht ohne drastische Maßnahmen (wie einem Ausstieg aus der Braunkohle) erreicht werden kann. Da das hiesige und derzeitige Niveau der Materialnutzung weder global verallgemeinerbar noch langfristig tragfähig ist, müsste die abiotische Materialnutzung Deutschlands (einschließlich der ungenutzten Entnahmen) um bis zu 80 Prozent bis 2050 reduziert werden.
Reforming the EU VAT system to support the transition to a low-carbon and resource efficient economy
(2015)
This chapter discusses the question of ecologically differentiated value added taxes (VAT) as a tool to overcome tax-related cognitive barriers by connecting to an existing tax system. This is elaborated along several aspects: (a) The role indirect of consumption taxes for the economy, (b) the legal issues of the VAT system, (c) the EU harmonization efforts in this context, (d) the distributional implications of value added taxes. Following this, the chapter develops a proposal for a VAT reform (e). To this end, it looks at potential and existing differentiations between sectors, products and services, and product and service groups and turns to those consumption areas that are widely identified as particularly resource and carbon intensive and sets out how a harmonization of the overall system and an ecological differentiation in single consumption areas could be brought together. Potential impacts and effects are briefly discussed (f) and some conclusions are drawn (g). The subject addressed in the chapter is relevant from a policy perspective but mainly descriptive: It does not use innovative qualitative and quantitative tools.
Dieser Beitrag beschäftigt sich mit den strukturkonservierenden Regime-Elementen der deutschen Energieversorgung. Methodisch wird dabei der Transitionsansatz von Geels genutzt. Mithilfe der Multi-Level-Perspektive wird am Beispiel der örtlichen Stromverteilnetze gezeigt: Innovationen finden in Nischen statt und müssen die Hemmnisse und das Beharrungsvermögen des nuklear-fossilen Altregimes überwinden, Anhand empirischer Analysen wird gezeigt, dass die Widerstandsfähigkeit sowie die kollektive Marktmacht des etablierten Regimes auf der Stromverteilnetzebene die zur Transformation der Energiewirtschaft erforderliche Dezentralisierung entscheidend ausbremst. Auf der anderen Seite wird dargelegt, dass Stadtwerke als örtliche Verteilnetzbetreiber wichtige Schlüsselakteure der deutschen Energiewende sind und zahlreiche Voraussetzungen erfüllen, einen grundlegenden Strukturwandel voranzutreiben. Der Trend zur Rekommunalisierung und zur Neugründung von Stadtwerken belegt dabei den Wunsch einer Verstärkung kommunalpolitischer Gestaltungsmöglichkeiten. In diesem Kontext werden Zielvorstellungen formuliert und auf erfolgversprechende Strategien zur Veränderung des Altregimes eingegangen.
Mobilität dient in der Regel einem bestimmten Zweck - etwa um einzukaufen oder um zur Arbeit zu pendeln. Meistens handelt es sich dabei um kurze Wege oder Wegeketten - immerhin sind 62 % aller Wege in Deutschland kürzer als 5 Kilometer. Elektromobilität auf zwei oder vier Rädern ist genau für diese Wege gut geeignet, allerdings gibt es für die lokale Ebene bereits leistungsstarke umweltfreundliche Verkehrsmittel wie das traditionelle Fahrrad oder den öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV).
Technologischer Wandel ist wichtig für die Umsetzung und den Erfolg der Energiewende, deswegen strebt die Bundesregierung mit ihrer Politik auch eine positive Innovationswirkung an. Doch welche Auswirkungen hat der politisch angestoßene Wandel des Energiesystems wirklich und welche Dynamiken werden durch ihn induziert? Eine aktuelle Studie untersucht die Sicht auf die Energiepolitik und Innovationsaktivitäten in der Energiewirtschaft und Energietechnologie-Branche. Sie zeigt die durch die Energiewende getriebenen Innovationsdynamiken, aber auch Schwierigkeiten und Herausforderungen für Politik und Unternehmen auf.
Die Transformation des deutschen Energiesystems in Richtung signifikanter Reduktion energiebedingter CO2-Emissionen kann durch eine Abfolge verschiedener Phasen beschrieben werden. Phasenübergänge ergeben sich dabei aus strukturellen Erfordernissen im Gesamtsystem bei kontinuierlichem weiteren Ausbau erneuerbarer Energiewandler, insbesondere Sonne und Wind. Die anstehende zweite Phase ist durch eine umfassende Systemintegration volatiler erneuerbarer Energien insbesondere im Bereich der Strombereitstellung geprägt. Dies erfordert sowohl eine flexible komplementäre Erzeugung als auch die Aktivierung von Flexibilitätsoptionen auf der Verbrauchsseite.
Many countries have started to develop policy programs for the sustainable use of natural resources. Indicators and targets can cover both a territorial and a life-cycle-wide global perspective. This article focuses on how a safe operating space for global material resource use can be outlined based on existing economy-wide material flow indicators. It reflects on issues such as scale and systems perspective, as the choice of indicators determines the target "valves" of the socio-industrial metabolism. It considers environmental pressures and social aspects of safe and fair resource use. Existing proposals for resource consumption targets are reviewed, partially revisited, and taken as a basis to outline potential target values for a safe operating space for the extraction and use of minerals and biomass by final consumption. A potential sustainability corridor is derived with the Total Material Consumption of abiotic resources ranging from 6 to 12 t/person, the Total Material Consumption of biotic resources not exceeding 2 t/person, and the Raw Material Consumption of used biotic and abiotic materials ranging from 3 to 6 t/person until 2050. For policy, a "10-2-5 target triplet" can provide orientation, when the three indicators are assigned values of 10, 2, and 5 t/person, respectively.
Unternehmen sind heutzutage mit einer Vielzahl von Herausforderungen und Veränderungen konfrontiert, die zugleich Chance und Risiko für ihre wirtschaftliche Weiterentwicklung darstellen. Dazu gehören nicht nur grundlegende Trends wie Klimawandel, Ressourcenknappheit oder Urbanisierung, sondern auch der Wandel von Technologien, Geschäftsmodellen, gesetzlichen Rahmenbedingungen oder der gesellschaftlichen Akzeptanz. All dies hat globale und nationale Veränderungen in Märkten zur Folge und stellt die darin operierenden Unternehmen vor konkrete Herausforderungen. Die Auseinandersetzung mit der Zukunft gewinnt somit immer mehr an Bedeutung und stellt einen wichtigen Faktor für den langfristigen und nachhaltigen Erfolg eines Unternehmens dar.
Die Strategische Frühaufklärung unterstützt Unternehmen dabei, Herausforderungen und Veränderungen rechtzeitig zu identifizieren und darauf zu reagieren. Stefan Reicherz erstellt eine flexible Blaupause hierfür: Individuell an ein Unternehmen angepasst, liefert sie diesem die notwendigen Informationen und Hilfsmittel, um erfolgreiche Strategische Frühaufklärung durchzuführen - und damit aus Risiken Chancen werden zu lassen.
Considerable efficiency gains can be made costeffectively to set the transport sector on a sustainable development pathway. They can be achieved through already available technologies and practices, which will not only reduce greenhouse gas emissions significantly, but also generate social, environmental and economic co-benefits. However, progress in the take-up of low-carbon mobility measures substantially lags behind the potential. A number of barriers contribute to this lack of uptake. This paper explores those barriers by focusing on vehicle fuel efficiency in particular, but will also touch on the wider policy framework to improve the efficiency of the transport sector and reduce emissions. The paper suggests that a combination of fuel pricing, differentiated vehicle taxation, vehicle standards and the provision of modal choice are necessary to minimise rebound effects and significantly curb transport sector greenhouse gas emissions at low- or even negative cost.
Lessons for model use in transition research : a survey and comparison with other research areas
(2015)
The use of models to study the dynamics of transitions is challenging because of several aspects of transitions, notably complexity, multi-domain and multi-level interactions. These challenges are shared by other research areas that extensively make use of models. In this article we survey experiences and methodological approaches developed in the research areas of social-ecological modeling, integrated assessment, and environmental modeling, and derive lessons to be learnt for model use in transition studies. In order to account for specific challenges associated with different kinds of model applications we classify models according to their uses: for understanding transitions, for providing case-specific policy advice, and for facilitating stakeholder processes. The assessment reveals promising research directions for transition modeling, such as model-to-model analysis, pattern-oriented modeling, advanced sensitivity analysis, development of a shared conceptual framework, and use of modeling protocols.
Urbanization and climate change are amongst the greatest challenges of the 21st century. In the "Low Carbon Future Cities" project (LCFC), three important problem dimensions are analysed: current and future GHG emissions and their mitigation (up to 2050); resource use and material flows; and vulnerability to climate change.
The industrial city of Wuxi has been the Chinese pilot city of the project. To establish the pathway for a low carbon future, it is crucial to understand the current situation and possible future developments. The paper presents the key results of the status quo analysis and the future scenario analysis carried out for Wuxi. Two scenarios are outlined. The Current Policy Scenario (CPS) shows the current most likely development in the area of energy demand and GHG emissions until 2050. Whereas the extra low carbon scenario (ELCS) assumes a significantly more ambitious implementation, it combines a market introduction of best available technologies with substantial behavioural change. All scenarios are composed of sub-scenarios for the selected key sectors.
Looking at the per capita emissions in Wuxi, the current levels are already high at around 12 tonnes CO2 per capita compared to Western European cities. Although Wuxi has developed a low carbon plan, the projected results under current policies (CPS) show that the total emissions would increase to 23.6 tonnes CO2 per capita by 2050. If the ELCS pathway was to be adopted, these CO2 emission levels could be reduced to 6.4 tonnes per capita by 2050.
Measuring progress towards sustainable development requires appropriate frameworks and databases. The System of Environmental-Economic Accounts (SEEA) is undergoing continuous refinement with these objectives in mind. In SEEA, there is a need for databases to encompass the global dimension of societal metabolism. In this paper, we focus on the latest effort to construct a global multi-regional input-output database (EXIOBASE) with a focus on environmentally relevant activities. The database and its broader analytical framework allows for the as yet most detailed insight into the production-related impacts and "footprints" of our consumption. We explore the methods used to arrive at the database, and some key relationships extracted from the database.
Wie lässt sich die Notwendigkeit der Suffizienz in der Breite der Bevölkerung einwurzeln? Da gibt es zunächst die Hoffnung auf einen kulturellen Wandel, in dem die immateriellen Werte des Lebens besser verstanden und höher geschätzt werden. Es gibt inzwischen viele Initiativen, suffizientes Leben und Wirtschaften in die Öffentlichkeit zu tragen, um für sie Aufmerksamkeit zu gewinnen und für sie zu werben. Auch lehrt inzwischen der Alltag Suffizienz. Da das tägliche Leben teurer geworden ist und weiterhin teurer werden wird, wächst auch die Einsicht in Grenzen des Konsums, zusammen mit der Erfahrung, dass maßvoller Genuss die Lebensfreude nicht schmälert.
Der hier zusammengestellte Katalog von Suffizienzpolitiken ist nicht nach Sachgebieten aufgebaut, sondern nach Eingriffstiefe und vermutlicher Akzeptanz der Maßnahmen. Im ersten Abschnitt stehen Politiken, die wohl die Zustimmung des größten Teils der Bevölkerung finden werden, weil sie ihr Leben erleichtern oder jedenfalls nicht beschweren werden. Ihr Ertrag für den Klimaschutz und die Ressourcenschonung ist freilich begrenzt.
Der zweite Teil enthält Politiken, die Umstellungen und neues Nachdenken erfordern, die einen spürbaren Eingriff in das Gängige und so gern Gewählte bedeuten, für die Routinen gewechselt und neue Gewohnheiten gefunden werden müssen, die aber keinen tief greifenden Wandel der Lebensweise erfordern. Ihr Beitrag zum Erhalt der Natur fällt durchaus ins Gewicht.
Im dritten Teil stehen die Politiken, die in das gewohnte Leben und Wirtschaften eingreifen, die ein gründliches Umdenken und die auch Verzichte fordern. Dafür leisten sie einen entscheidenden Beitrag zum Schutz der natürlichen Lebensgrundlagen.
Die hier vorgestellten 30 Politiken sind keine erschöpfende Aufstellung. Es sind Beispiele, Stellvertreter, ein Strauß von Möglichkeiten sehr unterschiedlicher Reichweite.
Dieses Wuppertal Paper befasst sich mit folgenden Leitfragen: Wie wichtig sind Stadtwerke für die Energiewende? Was sind dabei die besonderen Beiträge von Stadtwerken? Hier ist insbesondere zu berücksichtigen, dass kommunal betriebene Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen (KWK-Anlagen) ein wichtiger Komplementär zum Ausbau der erneuerbaren Energien darstellen und dass kommunale KWK-Anlagen inzwischen einen nennenswerten Beitrag zur Sicherstellung der Residuallast liefern. Zudem geht es um die Leitfrage, welche Rahmenbedingungen die Rolle von Stadtwerken als zentrale Akteure der Energiewende und insbesondere als Betreiber von KWK-Anlagen erschweren.
Ökologische Krisen, wachsende Ungleichheit oder gesellschaftliche Destabilisierung - die Grenzen des aktuellen ökonomischen Entwicklungsmodells läuten eine Umbruchphase ein. Wissenschaft kann darin die Rolle einer Impulsgeberin spielen - wenn sie sich der Gesellschaft zuwendet und ihre gesellschaftliche Verantwortung
ernst nimmt.
Während die Politik Anreize für eine gesellschaftsorientierte Forschung setzt, vernetzen sich Studierende, Hochschulmitarbeiter und Akteure der Zivilgesellschaft zugunsten einer Lehre, die sich dem Leitbild der nachhaltigen Entwicklung verpflichtet fühlt. Die Kombination beider Mechanismen ist am vielversprechendsten, wenn es darum geht, Wissenschaft zu transformieren.
The current momentum in the electrification of the car fuels hope for a transition in mobility. However, electric vehicles have failed before and it is thus asked: What is the potential of e-mobility developing as a sustainable system innovation? In order to deal with this challenge analytically, a theoretical framework is developed: the concepts of transformative capacity of a new technology (do electric vehicles trigger "social" innovations, e.g. new business models or use patterns?) and system adaptability (how stable is the mobility regime?) are introduced and the issue of sustainability is discussed. This framework will be explored for the German innovation system for e-mobility. It can be shown that electric cars will only be successful when part of a system innovation and that the German innovation system is dominated by regime actors and thus potentially used as a way to fend off more substantial change.