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Organic waste to energy (OWtE) technologies have been developed and implemented in Latin America and the Caribbean (LAC) countries. However, they are still far away to significantly contribute not only to treat the ever-increasing waste volumes in the region but also to supply the regional energy demand and meet national carbon emission goals. The technical complexity of these technologies aligned with lack of research, high investment costs and political deficiencies have not allowed for an appropriate implementation of OWtE in the region, where the applicability of large-scale plants remains to be demonstrated. This research presents the state-of-the art of OWtE technologies in the context of the LAC countries based on archival research method. In addition, it presents challenges and opportunities that the region is facing for an adequate implementation of these technologies. The main findings show that OWtE have the potential to improve waste and energy systems in the region by reducing environmental impacts along with a series of social and economic benefits, such as increasing access to a sustainable energy supply. Diverse researches indicate principally anaerobic digestion, fermentation (e.g. 2G bioethanol, etc.), microbial fuel cells, gasification and pyrolysis as efficient technologies to treat solid organic wastes and produce bioenergy.
Die Digitalisierung und der demografische Wandel sind Megatrends, die die Energiewende überlagern. Mehr denn je sind daher integrierte Problemlösungskonzepte für die Umsetzung der Energiewende gefragt. Neben den technischen Aspekten sollen diese Lösungen auf die sozio-ökonomischen Charakteristika der einzelnen Regionen und Kommunen eingehen und mögliche Veränderungen durch die Megatrends berücksichtigen.
Zielsetzung des Teilprojekts war die Entwicklung eines wirtschaftlich-, ökologisch- und sozial optimalen Wärmeversorgungskonzepts für die Konversionsfläche der ehemaligen Zeche Westerholt in Gelsenkirchen-Herten. Im Fokus stand das Gesamtsystem der Wärmeversorgung, bestehend aus Netz, Speicher und Erzeugung. Angestrebt wurde eine zukunftsfähige Niedertemperaturversorgung (LowEx), welche Technologien der Sektorkopplung und diverse erneuerbare Energiequellen wie Solarthermie, Erdwärme und Abwärmequellen einbinden kann. Dabei wurde eine integrierte Analyse technisch-infrastruktureller sowie sozio-ökonomischer und -kultureller Umsetzungsvoraussetzungen durchgeführt. Neben der interkommunalen Einbindung zeichnete sich das Vorhaben durch ein transdisziplinäres Projektkonsortium aus Kommune, Stadtwerk, Wissenschaft, Technologieentwicklern und Planungsbüros aus.
Welche Perspektiven haben zukunftsfähige und krisenfeste Städte nach der Corona-Pandemie? Antworten darauf skizzieren die Autorinnen und Autoren in dem vorliegenden Diskussionspapier. Ihre zentrale These: Städte der Zukunft müssen und werden "näher", "öffentlicher" und "agiler" sein. Dies erläutern sie anhand dieser drei Dimensionen und konkretisieren es anhand zahlreicher Beispiele.
Die Stadt als Reallabor : fünf Thesen zur Rolle der Wissenschaft in urbanen Transformationsprozessen
(2020)
Die großen Transformationsprozesse im 21. Jahrhundert werden sich insbesondere in den Städten entscheiden. Sie sind technologischer, ökonomischer, institutioneller und insbesondere kultureller Schmelztiegel für Veränderungsprozesse. Um sich aus bestehenden Pfadabhängigkeiten zu lösen, bedarf die urbane Transformation sowohl kraftvoller Zukunftserzählungen als auch Experimentierorte, an denen diese Zukünfte heute schon in einer Stadt erlebbar werden. Für beides kann die enge Kooperation mit der Wissenschaft in der Stadt ein zentraler Katalysator sein. "Urbane Reallabore" sind dabei ein geeignetes Format, um eine neue Kooperationskultur zwischen Wissenschaft und Stadt zu schaffen - mit einem gemeinsamen Blick auf die Gestaltung urbaner Zukünfte.
The paper describes quantitative scenarios on a possible evolution of the EU petrochemical industry towards climate neutrality. This industry will be one of the remaining sectors in a climate neutral economy still handling hydrocarbon material to manufacture polymers. Concepts of a climate neutral chemical industry stress the need to consider the potential end-of-life emissions of polymers produced from fossil feedstock and draft the vision of using renewable electricity to produce hydrogen and to use renewable (hydro)carbon feedstock. The latter could be biomass, CO2 from the air or recycled feedstock from plastic waste streams.
The cost-optimization model used to develop the scenarios describes at which sites investments of industry in the production stock could take place in the future. Around 50 types of products, the related production processes and the respective sites have been collected in a database. The processes included cover the production chain from platform chemicals via intermediates to polymers. Pipelines allowing for efficient exchange of feedstock and platform chemicals between sites are taken into account as well. The model draws on this data to simulate capacity change at individual plants as well as plant utilization. Thus, a future European production network for petrochemicals with flows between the different sites and steps of the value chain can be sketched.
The scenarios described in this paper reveal how an electrification strategy could be implemented by European industry over time with minimized societal costs. Today's existing assets as well as geographical variance of energy supply and the development of demand for different plastic sorts are the major model drivers.
Finally, implications for the chemical industry, the energy system and national or regional governments are discussed.
Die Grundstoffindustrie ist ein wichtiger Pfeiler des Wohlstands in Deutschland, sie garantiert Wertschöpfung und sorgt für über 550.000 hochwertige Arbeitsplätze. Um diese für die deutsche Wirtschaft wichtigen Branchen zu erhalten, müssen jetzt die Schlüsseltechnologien für eine CO2-arme Grundstoffproduktion entwickelt und für den großtechnischen Einsatz skaliert werden.
Die vorliegende Analyse ist als Ergänzung zu der Studie "Klimaneutrale Industrie: Schlüsseltechnologien und Politikoptionen für Stahl, Chemie und Zement" gedacht. Die 13 in der erwähnten Studie vorgestellten Schlüsseltechnologien werden hier für die technisch interessierten Leserinnen und Leser eingehender beschrieben und diskutiert.
Diese Publikation dient als Aufschlag für eine Diskussion über Technologieoptionen und Strategien für eine klimaneutrale Industrie. Alle Daten und Annahmen in dieser Analyse wurden mit Unternehmen und Branchenverbänden intensiv besprochen. Die quantitativen Aussagen sind trotzdem als vorläufig zu betrachten, da sich viele Technologien noch in einer frühen Entwicklungsphase befinden und Abschätzungen über Kosten mit großen Unsicherheiten verbunden sind.
The Port of Rotterdam is an important industrial cluster, comprising mainly oil refining, chemical production and power generation. In 2016, the port's industry accounted for 19% of the Netherlands' total CO2 emissions. The Port of Rotterdam Authority is aware that the cluster is heavily exposed to future decarbonisation policies, as most of its activities focus on trading, handling, converting and using fossil fuels. Based on a study for the Port Authority using a mixture of qualitative and quantitative methods, our article explores three pathways whereby the port's industry can maintain its strong position while significantly reducing its CO2 emissions and related risks by 2050. The pathways differ in terms of the EU's assumed climate change mitigation ambitions and the key technological choices made by the cluster's companies. The focus of the paper is on identifying key risks associated with each scenario and ways in which these could be mitigated.
Despite a strong connection between the Paris Agreement and the 2030 Agenda for Sustainable Development, climate change mitigation actions and sustainable development objectives are oftentimes not aligned efficiently, causing conflicts between the objectives.
This thesis creates a systematic overview of conflicts of three renewable energy technologies with the Sustainable Development Goals (SDGs) by a literature review in Web of Science. The technologies solar energy, wind energy and hydropower function as examples for climate change mitigation actions. Out of 530 screened articles, 63 demonstrated conflicts. The systematic overview reveals that conflicts are different for each technology, but conflicts in regard to biodiversity loss and the degradation of natural habitats (SDG 15) and inequalities (SDG 10) were frequently identified for all technologies.
The results of the systematic overview suggest that the site selection and the decision-making process on the construction of renewable energy projects are crucial stages to avoid conflicts with the SDGs.
Driving forces of changing environmental pressures from consumption in the European food system
(2020)
The paper provides an integrated assessment of environmental and socio-economic effects arising from final consumption of food products by European households. Direct and indirect effects accumulated along the global supply chain are assessed by applying environmentally extended input-output analysis (EE-IOA). EXIOBASE 3.4 database is used as a source of detailed information on environmental pressures and world input-output transactions of intermediate and final goods and services. An original methodology to produce detailed allocation matrices to link IO data with household expenditure data is presented and applied. The results show a relative decoupling between environmental pressures and consumption over time and shows that European food consumption generates relatively less environmental pressures outside Europe (due to imports) than average European consumption. A methodological framework is defined to analyze the main driving forces by means of a structural decomposition analysis (SDA). The results of the SDA highlight that while technological developments and changes in the mix of consumed food products result in reductions in environmental pressures, this is offset by growth in consumption. The results highlight the importance of directing specific research and policy efforts towards food consumption to support the transition to a more sustainable food system in line with the objectives of the EU Farm to Fork Strategy.
Vor zehn Jahren, schon bald nach dem Beginn der Finanzkrise, setzte weltweit die Erkenntnis ein, dass die eingebrochenen privaten Investitionen mit staatlichen Konjunkturprogrammen kompensiert werden müssten. Die Regierungen der Welt wendeten sich überraschend schnell von den bisher dominanten laissez-faire Ansätzen ab. Weltweit schlug die Stunde von Staatsinterventionen. Unter dem Titel "Green New Deal" und später "Green Growth" katapultierte sich die ökologische Modernisierung der Wirtschaft quasi über Nacht aus der umweltpolitischen Nische heraus in den konjunkturpolitischen Mainstream. Zwar gab und gibt es immer noch Regierungen und internationale Institutionen, die diese ökologische Wende der Konjunkturpolitik nicht nachvollziehen, allerdings dürften sich diese spätestens seit dem Jahr 2009 in der Minderheit befinden. Die Forschung kam mit dem Tempo der Entwicklungen kaum hinterher. Dennoch lassen sich aus den vergangenen zehn Jahren seit der Finanzkrise von 2008 wichtige Erkenntnisse und Faustregeln z. B. für den European Green Deal aber auch für die angekündigten nationalstaatlichen Konjunkturprogramme nach der Coronakrise ableiten. Der Text begründet die These von einer ökologischen Wende der Konjunkturpolitik. Im Anschluss leitet er daraus wichtige Lektionen für den sich anbahnenden European Green Deal als eine wirtschaftspolitische Antwort auf die Coronakrise ab.
Die Erkenntnisse der Klimaforschung sind eindeutig: Um das im Pariser Klimaabkommen vereinbarte Ziel der Begrenzung der Erderwärmung auf "deutlich unter 2 °C" noch einhalten zu können, müssen die globalen Treibhausgasemissionen umgehend ihren Scheitelpunkt erreichen und anschließend kontinuierlich und steil zurückgehen. Dies gilt umso mehr für die ebenfalls im Pariser Klimaabkommen vereinbarte Absicht, die Erwärmung möglichst sogar unter 1,5 °C zu halten. Durch eine entsprechende Begrenzung der Erderwärmung kann nach aktuellem Wissensstand die Gefahr des Auslösens gefährlicher Kipppunkte und einer sich selbst verstärkenden Erwärmung deutlich vermindert werden.
Das Ziel der Klimaneutralität ist eine große Herausforderung, insbesondere für die Industrie. Dieser Artikel analysiert und vergleicht verschiedene Strategien zur Transformation des Industriesektors, wie sie in aktuellen deutschen, europäischen und globalen Klimaschutzszenarien beschrieben werden. Zunächst werden zehn Schlüsselstrategien für weitgehende Treibhausgasemissionsreduktionen im Industriesektor identifiziert. Anschließend wird in einer Szenario-Metaanalyse untersucht, in welchem Maße verschiedene Szenarien jeweils auf die einzelnen Strategien setzen. Dabei zeigt sich, dass es zwischen den Szenarien teilweise erhebliche Unterschiede bezüglich der verfolgten Strategien gibt.
This paper analyses and compares industry sector transformation strategies as envisioned in recent German, European and global deep decarbonisation scenarios.
The first part of the paper identifies and categorises ten key strategies for deep emission reductions in the industry sector. These ten key strategies are energy efficiency, direct electrification, use of climateneutral hydrogen and/or synthetic fuels, use of biomass, use of CCS, use of CCU, increases in material efficiency, circular economy, material substitution and end-use demand reductions. The second part of the paper presents a meta-analysis of selected scenarios, focusing on the question of which scenario relies to what extent on the respective mitigation strategies.
The key findings of the meta-analysis are discussed, with an emphasis on identifying those strategies that are commonly pursued in all or the vast majority of the scenarios and those strategies that are only pursued in a limited number of the scenarios. Possible reasons for differences in the choice of strategies are investigated.
The paper concludes by deriving key insights from the analysis, including identifying the main uncertainties that are still apparent with regard to the future steps necessary to achieve deep emission reductions in the industry sector and how future research can address these uncertainties.
Das Ende eines Mythos
(2020)
Wie lange können wir noch am Konzept der "Entwicklung" festhalten?
Schon lange haben die Folgen der Klimakrise, der wachsende Ressourcenmangel und eine immer größer werdende Schere zwischen Arm und Reich der schillernden Idee des Fortschritts ihren Glanz geraubt. Die Politik im Geiste der "Entwicklung" beruht nicht nur auf einem schwammigen Konzept, so der Autor, sondern sie ist auch nicht mit einem nachhaltigen Verständnis von globalem Zusammenleben vereinbar.
Mit der Coronakrise und ihren heute bereits absehbaren verheerenden Auswirkungen auf den globalen Süden taucht plötzlich ein Wort wieder auf, das fast in der Versenkung verschwunden zu sein schien: Entwicklung. Denn genau das ist die Frage - ob es dergleichen, und zwar inzwischen nicht mehr nur für den Süden, sondern auch für den gesamten Globus, noch einmal geben kann, oder ob wir eine weiter zunehmende, fundamentale Disruption der Welt erleben.
Allerdings, daran gilt es zu erinnern, war Entwicklung von Beginn an ein Plastikwort gewesen, ein leerer Begriff mit ungewisser positiver Bedeutung. Gleichwohl hat sich Entwicklung als Weltperspektive gehalten, denn sie ist heute in ein internationales Geflecht von Institutionen eingebettet, von den Vereinten Nationen über Ministerien bis hin zu NGOs. Heute gehört Entwicklung zu jenen Zombie-Kategorien, die schon längst verwest sind, aber dennoch als abgedroschene Utopie allenthalben herumgeistern. Scheinbar schon lange zu Grabe getragen, treibt der Begriff wie ein Gespenst seinen Unfug auch noch in der Gegenwart. Und jetzt, in der zweiten Jahreshälfte 2020, kommt das Schlüsselwort wieder zu zweifelhafter Ehre, jährt sich doch zum fünften Mal die Verkündigung der päpstlichen Enzyklika "Laudato si'", die Agenda 2030 der Vereinten Nationen mit den Sustainable Development Goals und das Klimaschutzabkommen von Paris. Damit stellt sich die entscheidende Frage: Sind diese internationalen Stellungnahmen überhaupt noch der Entwicklung verpflichtet? Oder kann man sie im Gegenteil als Ausweis des Post-Development-Denkens betrachten?
Wolfgang Sachs wrote a seminal series of essays for the New Internationalist in 1992 called "Development: a guide to the ruins". The concept of development lives on - and takes on new shapes as it is reframed by the UN, reinterpreted by the Vatican or hijacked by authoritarian populists to serve their own nationalist agenda. But, he argues now, we need to move beyond its misguided assumptions into a new post-development era based on eco-solidarity.
Als Herausforderung der Verkehrswende werden häufig die möglicherweise wegfallenden Arbeitsplätze diskutiert. Denn die Beschäftigung der Automobilindustrie in Deutschland gilt als wichtiges Argument für einen sozialverträglichen Strukturwandel. Aber auch die Wirtschaftszweige des Umweltverbunds bieten viele Arbeitsplätze.
Vor diesem Hintergrund untersucht die vorliegende Studie des Wuppertal Instituts und des Instituts Arbeit und Technik der Westfälischen Hochschule die Beschäftigtenzahlen in Teilmärkten der Fahrradwirtschaft sowie deren Umsatzentwicklung.
Mehr als sechs Millionen Tonnen Kunststoffabfälle fallen in Deutschland jährlich an, nur etwas weniger als die Hälfte kann werk- und rohstofflich genutzt werden, der Rest wird verbrannt. Gerade gemischte Kunststoffarten erschweren das Recycling. Hier bietet sich das chemische Recycling (Pyrolyse) an. Bei diesem Verfahren werden die Stoffe durch hohe Temperaturen zersetzt und in kleinere Moleküle aufgespalten. Diese lassen sich im Sinne der Kreislaufwirtschaft in neue Kunststoffe oder chemische Grundstoffe überführen. Die Schätzungen gehen von bis zu zwei Millionen Tonnen Kunststoffabfall jährlich aus, der auf diese Weise wiederverwendet werden könnte.
Das vorliegende Diskussionspapier zeigt, dass Pyrolyse von gemischten Kunststoffabfällen die chemische Industrie sowie die Abfallwirtschaft klimafreundlicher gestalten kann. Im Papier geht das Autorenteam auf die Potenziale und Entwicklungsperspektiven für Nordrhein-Westfalen ein mit dem Ziel, wissenschaftliche Grundlagen für Investitionsentscheidungen und Projektentwicklung im Sinne der Kreislaufwirtschaft zu schaffen.
Das Vorhaben analysiert 1.) die Argumente verschiedener Positionen im Wachstumsdiskurs und formuliert eine idealtypische "vorsorgeorientierte Postwachstumsposition". Er präsentiert zudem Ursachen von Wirtschaftswachstum und identifiziert gesellschaftliche Bereiche, deren Funktion vom Wirtschaftswachstum abhängen könnte. Darüber hinaus werden Reformvorschläge diskutiert, um diese Wachstumsabhängigkeit zu verringern. Das Vorhaben untersucht 2.) die Relevanz der Postwachstumsdebatte für Ressourcenpolitik und eine entsprechende Instrumentierung. Außerdem werden 3.) konstitutive Kernelemente einer nachhaltigen (Postwachstums-)Gesellschaft bestimmt. Das Vorhaben setzt damit Impulse zur gesellschaftlichen Debatte über die Ausgestaltung und Instrumentierung von Transformationspfaden für "gesellschaftliches Wohlergehen innerhalb planetarer Grenzen".
For some time, 3D printing has been a major buzzword of innovation in industrial production. It was considered a game changer concerning the way industrial goods are produced. There were early expectations that it might reduce the material, energy and transport intensity of value chains. However for quite a while, the main real world applications of additive manufacturing (AM) have been some rapid prototyping and the home-based production of toys made from plastics. On this limited basis, any hypotheses regarding likely impacts on industrial energy efficiency appeared to be premature. Notwithstanding the stark contrast between early hype and practical use, the diffusion of AM has evolved to an extent that at least for some applications allows for a preliminary assessment of its likely implications for energy efficiency.
Unlike many cross-cutting energy efficiency technologies, energy use of AM may vary substantially depending on industry considered and material used for processing. Moreover, AM may have much greater repercussions on other stages of value chains than conventional cross-cutting energy efficiency technologies. In case of AM with metals the following potential determinants of energy efficiency come to mind:
- A reduction of material required per unit of product and used during processing;
- Changes in the total number and spatial allocation of certain stages of the value chain; and
- End-use energy efficiency of final products.
At the same time, these various streams of impact on energy efficiency may be important drivers for the diffusion of AM with metals. This contribution takes stock of AM with metals concerning applications and processes used as well as early evidence on impacts on energy efficiency and combine this into a systematic overview. It builds on relevant literature and a case study on Wire Arc Additive Manufacturing performed within the REINVENT project.
Design options for the new international market mechanism under article 6.4 of the Paris agreement
(2020)
In this project commissioned by the German Environment Agency, important aspects of the mechanism under Article 6.4 of the Paris Agreement were examined in more detail. This mechanism is to succeed the CDM under the Kyoto Protocol from 2021 onwards, but it will contain decisive improvements, especially with regard to a robust accounting of emission reductions and better integration into the national climate policy of the host country. The report is addressed to the international experts, in particular to the delegates to the climate conference and observers, and is therefore written in English. A German summary is included. The following topics are covered:
How does the mechanism achieve an overall reduction of global emissions?
Are there opportunities to use benchmarks to establish baselines?
Can contributions to increasing ambition be made by using Art. 6.4?
What contribution can the voluntary market make to increasing ambition in the future?
Introduction of incentives for the participation of private companies under Art. 6.4 of the PA.
The role of the Art. 6.4 mechanism on the way to a net zero emission world.
The project provides a contribution to the general discussion in the EU as well as to the Article 6 - Negotiations under the UNFCCC. It is a contribution that presents backgrounds and interrelationships for individual questions concerning the design of the new market mechanisms under Article 6 and can thus contribute to a more informed decision-making process.Since there are, however, several different ways of designing a mechanism that can avoid double counting and provide incentives for increasing ambition, this project is only one of several current contributions to the international discussion.
Global climate
(2020)
The annual Climate Change Conference took place on 2-15 December in Katowice, Poland. It included the twenty-fourth Conference of the Parties (COP-24) to the UN Framework Convention on Climate Change (UNFCCC), the fourteenth Meeting of the Parties to the Kyoto Protocol (MOP-14), the resumed first Meeting of the Parties to the Paris Agreement (MOP-1), and their subsidiary bodies. The conference had two main objectives: operationalizing the Paris Agreement by adopting detailed rules for its implementation and starting the process of strengthening the parties' climate protection contributions.
Last year's conference of the global climate change regime took place from 2 until 15 December 2019 in Madrid, Spain. Despite marking a new record for overtime in the history of the UNFCCC, the conference did not only fail to meet the increasing public demand for swift and strong climate action, it also failed on its formal mandate to finalise the Paris rulebook. A record number of issues were left unresolved and shelved for the next session. COP25 thereby highlighted how much work still lies ahead both domestically and internationally if 2020 is to see a step-up in climate action that is consistent with the long-term goal of the Paris Agreement.
This SUITS policy brief aims to highlight how the transformational process of the nine local authorities involved in SUITS into learning organizations made these cities far better prepared to cope with the challenges due to the pandemic than they would otherwise have been. Due to the higher levels of organizational resilience and the awareness of individuals' importance during such external crises, the nine local authorities were not just trying to react to the unforeseen challenges, but were able to act with a clear pathway and to use their experiences to facilitate their learning from recent years. Of course, the pandemic could not have been foreseen, but as SUITS local authorities are becoming learning organizations, they are enhancing their organizational capacity. In so doing, they have been learning a required resilience to reduce the "complexity and confusion - of what to do best" in the beginning of the crisis and to cope with the challenges. This advantage was of enormous relevance for the local authorities.
Seit den Protesten rund um den Bau des Bahnprojekts Stuttgart 21 werden Politik und Verwaltung auf kommunaler Ebene mit beständig stärker werdenden Beteiligungswünschen der Bürgerinnen und Bürger konfrontiert. Aber auch in der internationalen Partizipationsforschung taucht der Begriff der Bürgerbeteiligung in den letzten zehn bis 15 Jahren immer beharrlicher auf. In direkter Reaktion hierauf befasst sich die Stadt Heidelberg, als eine der ersten Kommunen deutschlandweit, seit dem Jahr 2010 intensiv mit der Beteiligung ihrer Bürgerinnen und Bürger am politischen Entscheidungsfindungsprozess. Die deutschsprachige Forschung allerdings konzentriert sich lediglich auf die inhaltliche Ausgestaltung von Bürgerbeteiligung anhand einer Vielzahl an Handbüchern, Checklisten und Leitlinien für die kommunale Praxis. Wissenschaftliche Überlegungen zu deren Wirksamkeit werden so gut wie gar nicht angestellt. Die vorliegende Dissertation geht aufgrund dessen anhand einer quantitativen Datenanalyse der Fragestellung nach, welchen Grad an Effektivität Bürgerbeteiligung in der Stadt Heidelberg innehat. Der Autor entwickelt hierfür zuerst eine an Benjamin Barbers (1994) starker Demokratie orientierte normative Definition von Bürgerbeteiligung. Anschließend werden, bezugnehmend auf die Publikationen von Archon Fung (2003) sowie Lyn Carson und Phillip Hart (2005), Beurteilungsdimensionen effektiver Bürgerbeteiligung (Empowerment, Efficacy, Inclusion und Quality) entworfen. Darauf aufbauend konstruiert der Autor ein empirisches Messmodell, welches im letzten Teil der Arbeit anhand von Primär- und Sekundärdaten auf die Stadt Heidelberg angewandt wird. Als Ergebnis der Arbeit zeigt sich unter anderem, dass die Effektivität von Partizipationsverfahren von vielen unterschiedlichen Einflussfaktoren und Parametern abhängig ist, die nicht alle einer Messung zugeführt werden können. Zudem wird deutlich, dass Kommunen vorrangig bei den Beurteilungsdimensionen Inclusion und Quality ansetzen müssen, um die Wirksamkeit von Bürgerbeteiligung zu erhöhen. Beispielsweise durch den Partizipationsprozess begleitende Maßnahmen wie eine aleatorische Teilnehmerauswahl oder die Zahlung von Aufwandsentschädigungen. Der Autor kommt abschließend zu der Überzeugung, dass die Kombination aus normativen und quantitativen Untersuchungen das Verständnis von Bürgerbeteiligung auf kommunaler Ebene erheblich verbessern wird.
In order to ensure security of supply in a future energy system with a high share of volatile electricity generation, flexibility technologies are needed. Industrial demand-side management ranks as one of the most efficient flexibility options. This paper analyses the effect of the integration of industrial demand-side management through the flexibilisation of aluminium electrolysis and other flexibilities of the electricity system and adjacent sectors. The additional flexibility options include electricity storage, heat storage in district heating networks, controlled charging of electric vehicles, and buffer storage in hydrogen electrolysis. The utilisation of the flexibilities is modelled in different settings with an increasing share of renewable energies, applying a dispatch model. This paper compares which contributions the different flexibilities can make to emission reduction, avoidance of curtailment, and reduction of fuel and CO2 costs, and which circumstances contribute to a decrease or increase of overall emissions with additional flexibilities. The analysis stresses the rising importance of flexibilities in an energy system based on increasing shares of renewable electricity generation, and shows that flexibilities are generally suited to reduce carbon emissions. It is presented that the relative contribution towards the reduction of curtailment and costs of flexibilisation of aluminium electrolysis are high, whereby the absolute effect is small compared to the other options due to the limited number of available processes.
It has been widely recognized that there is an urgent need for more sustainable urban transport policy and planning. To understand ambitious policy approaches, "relatively successful" cities are regularly subject of analyses. This paper also focuses on relatively successful cities - by reviewing the application documents of the winner cities of the European Green Capital Award (EGCA). Award schemes not only aim to reward leading participants, but likewise aim to contribute to knowledge transfer and the dissemination of good practice examples to non-participants. So far award schemes and good practice approaches have received limited attention by research. This paper reviews and analyses the application forms of the EGCA winning cities to learn about ambitious policy approaches to sustainable and climate-friendly urban transport.
Urbane Räume sehen sich verschiedenen ökologischen, sozialen und ökonomischen Herausforderungen gegenüber, für deren Bewältigung es unter anderem neue bzw. veränderte Handlungs- und Planungsansätze bedarf. Der Klimawandel mit seinen räumlich wirksamen Folgewirkungen ist eine der zentralen ökologischen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Städte sind dabei sowohl Verursacher des Klimawandels als auch Betroffene. Sie sind Wohnort, Heimat, Arbeits- und Produktionsstätte. Durch ihre hohe Bevölkerungsdichte und durch die Agglomeration ökonomischen Kapitals sind Städte aber auch stark durch Extremereignisse wie Starkniederschläge und Hitzeperioden gefährdet. Grüne Infrastrukturen können daher nicht nur eine Strategie sein, um sich gegen die Klimawandelfolgen anzupassen, sondern bieten gleichzeitig das Potenzial für neue Lebensräume, um so das Artensterben zu mindern bzw. zu stoppen. Die vorliegende Konzeptstudie widmet sich der Frage, wie Straßen im Sinne des genannten Zieldreiecks weiterentwickelt und gestaltet werden können, d.h. wie eine Transformation urbaner Quartiersstraßen hin zu "lebenswerten" Stadt- und Straßenräumen erfolgen kann.
Mixed-method research to foster energy efficiency investments by small private landlords in Germany
(2020)
The decarbonisation of the building stock is an important element for the success of the German Energiewende (energy transition). Despite some progress having been made, the rate of energy renovation falls below the level required to meet political commitments. This gives rise to the question: what deters property owners from making energy efficiency investments and how can the policy framework foster such investments? To answer this question, the paper focuses on a widely neglected property owner group: small private landlords (SPL). Although they manage 37% of all residential rental properties in Germany, very little is known about their decision-making processes for energy efficiency investments. We applied a mixed-method design to identify factors that hindered and supported their investments. In an explorative study, we initially conducted 18 problem-centred interviews. Subsequently, we carried out a postal survey and analysed the questionnaires using a hierarchical linear regression model. The results show that energy renovation is a multi-dimensional decision-making process, which can only be adequately addressed by a comprehensive policy package. To develop such a package, the author recommends that the specific investment behaviour of SPL must be better targeted, their knowledge about energy efficiency investments must be improved through exchange and networking, a sense of responsibility for the neighbourhood must be fostered, and greater focus must be placed on improving local framework conditions
Biomass-fueled combined heat and power systems (CHPs) can potentially offer environmental benefits compared to conventional separate production technologies. This study presents the first environmental life cycle assessment (LCA) of a novel high-efficiency bio-based power (HBP) technology, which combines biomass gasification with a 199 kW solid oxide fuel cell (SOFC) to produce heat and electricity. The aim is to identify the main sources of environmental impacts and to assess the potential environmental performance compared to benchmark technologies. The use of various biomass fuels and alternative allocation methods were scrutinized. The LCA results reveal that most of the environmental impacts of the energy supplied with the HBP technology are caused by the production of the biomass fuel. This contribution is higher for pelletized than for chipped biomass. Overall, HBP technology shows better environmental performance than heat from natural gas and electricity from the German/European grid. When comparing the HBP technology with the biomass-fueled ORC technology, the former offers significant benefits in terms of particulate matter (about 22 times lower), photochemical ozone formation (11 times lower), acidification (8 times lower) and terrestrial eutrophication (about 26 times lower). The environmental performance was not affected by the allocation parameter (exergy or economic) used. However, the tested substitution approaches showed to be inadequate to model multiple environmental impacts of CHP plants under the investigated context and goal.
The reduction of greenhouse gas (GHG) emissions by energyintensive industries to a net zero level is a very ambitious and complex but still feasible challenge, as recent studies show for the EU level. "Industrial Transformation 2050" by Material Economics (2019) is of particular relevance, as it shows how GHG-neutrality can be achieved in Europe for the sectors chemicals (plastics and ammonia), steel and cement, based on three main decarbonisation strategies. The study determines the resulting total demands for renewable electricity, hydrogen and for the capture and storage of CO2 (CCS). However, it analyses neither the regional demand patterns that are essential for the required infrastructure nor the needed infrastructure itself.
Against this background the present paper determines the regional distribution of the resulting additional demands for electricity, hydrogen and CCS in Europe in the case that the two most energy and CCS intensive decarbonisation strategies of the study above will be realised for the existing industry structure. It explores the future infrastructure needs and identifies and qualitatively assesses different infrastructure solutions for the largest industrial cluster in Europe, i.e. the triangle between Antwerp, Rotterdam and Rhine-Ruhr. In addition, the two industrial regions of Southern France and Poland are also roughly examined.
The paper shows that the increase in demand resulting from a green transformation of industry will require substantial adaptation and expansion of existing infrastructures. These have not yet been the subject of infrastructure planning. In particular, the strong regional concentration of additional industrial demand in clusters (hot spots) must be taken into account. Due to their distance from the high-yield but remote renewable power generation potentials (sweet spots), these clusters further increase the infrastructural challenges. This is also true for the more dispersed cement production sites in relation to the remote CO2 storage facilities. The existing infrastructure plans should therefore be immediately expanded to include decarbonisation strategies of the industrial sector.
Integrated assessment models (IAMs) are commonly used by decision makers in order to derive climate policies. IAMs are currently based on climate-economics interactions, whereas the role of social system has been highlighted to be of prime importance on the implementation of climate policies. Beyond existing IAMs, we argue that it is therefore urgent to increase efforts in the integration of social processes within IAMs. For achieving such a challenge, we present some promising avenues of research based on the social branches of economics. We finally present the potential implications yielded by such social IAMs.
Dass Megatrends das Leben in den Städten und Gemeinden sowie die Umsetzung der Energiewende in NRW maßgeblich beeinflussen, ist nicht von der Hand zu weisen. Aber bei Entscheidungsträgern in Verwaltung, Politik und Wirtschaft auf kommunaler Ebene klafft eine Lücke zwischen Wissen über Megatrends und umsetzungsorientierter Reaktionen auf diese. Dabei sind die Handlungsmöglichkeiten an der Schnittstelle von Energiewende und Megatrends umfassend - und noch lange nicht ausgeschöpft.
Klimaneutralität wird im Zuge des Pariser Klimaabkommens zur politischen Zielgröße. Die Nationalstaaten, die das Abkommen unterzeichnet haben, müssen regeln, wie sie das Ziel erreichen möchten. Das deutsche Klimaschutzgesetz unterscheidet dabei zwischen "klimaneutral" und "treibhausgasneutral". Das kann zu Missverständnissen führen, kann aber auch sinnvoll sein.
Gas auf dem Weg zur Klimaneutralität : Abschied von der erdgasfixierten europäischen Gaswirtschaft
(2020)
Die Forcierung des Wandels der Prozessqualität von Gas hin zu klimaneutralem Gas steht an, das wird auch gegenwärtig an mehreren Stellen vorbereitet. Diese Initiativen haben komplementär zueinander zu sein, die Komposition der Maßnahmen aber ist noch nicht stimmig. Die Abstimmung in einem umfassenden Masterplan fehlt.