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In this paper three approaches on transitions pathways are combined to study the role of agricultural nature conservation in the Dutch land use domain for achieving internationally agreed climate and biodiversity targets. The three perspectives used are the Multilevel Perspective (MLP), Initiative Based Learning (IBL) and Integrated Assessment Modelling (IAM). The analysis provides insights in how the combination of different research approaches can lead to more comprehensive policy advice on how agricultural nature conservation could help to achieve internationally agreed sustainability goals related to climate change and biodiversity. IAM shows under which conditions agricultural nature conservation could be consistent with European and global long-term goals regarding food security, biodiversity and climate. MLP provides insight into the extent in which agricultural nature conservation has affected or changed the existing nature and agricultural regimes. IBL, finally, reveals the challenges of encouraging agricultural nature conservation with policy measures. Our analysis shows that a combined perspective provides a deeper understanding of the underlying processes, reasons and motives of agricultural nature conservation, leading to more comprehensive policy recommendations.
Das Zusammenspiel von aufstrebenden Technologiefeldern eröffnet neue Potenziale für die Nachhaltigkeitstransformation. Gleichzeitig erzeugt es komplexe Umweltbelastungen, die bisher kaum sichtbar und noch weniger gestaltbar sind. Für eine nachhaltige Digitalisierung brauchen wir jetzt ein Verständnis für die ökologischen Wechselwirkungen des zukünftigen Digitalsystems. Am Beispiel der Machine Economy und der ihr zugrunde liegenden Technologien Internet of Things, Künstliche Intelligenz und Distributed Ledger Technologie bzw. Blockchain machen wir in diesem Forschungsbericht Umweltwirkungen transparent und Ansatzpunkte greifbar - damit Digitalisierung ganzheitlich ökologisch gestaltbar wird.
Im Zeitalter der Machine Economy ist der maschinelle Dialog allgegenwärtig - das bietet neue Chancen für Nachhaltigkeit, erhöht gleichzeitig aber durch die zugrundeliegenden Technologien auch den Druck auf unsere Umwelt. Internet of Things (IoT), Künstliche Intelligenz (KI) und Distributed Ledger Technology (DLT) sind das technologische Fundament der Machine Economy. Damit verbunden sind Infrastrukturen, Datenströme und Anwendungen, die hohe Energie- sowie Ressourcenaufwände erzeugen. Der derzeitige politische Diskurs sowie die Nachhaltigkeitsforschung fokussieren sich auf Umweltwirkungen durch digitale Infrastrukturen. Daten, Applikationen sowie die Rolle von Akteuren als Treiber der Umweltwirkung werden zu wenig beleuchtet. In diesem Papier sprechen sich die Autorinnen und Autoren für eine "Grüne Governance der Machine Economy" aus. Adressiert werden Annahmen zu systemübergreifenden Treibern von Umweltbelastungen und ihrer Wirkung. Ziel ist es, ein Gesamtsystem nachhaltiger Entscheidungen und ein ökologisches Zusammenspiel aller beteiligten Technologien in der Wertschöpfung zu ermöglichen. Zukünftige Forschung soll die hier vorgestellten Hypothesen weiter ausarbeiten und konkrete Handlungsoptionen für eine Stakeholder übergreifende Roadmap erarbeiten.
CICERONE aims to bring national, regional and local governments together to jointly tackle the circular economy transition needed to reach net-zero carbon emissions and meet the targets set in the Paris Agreement and EU Green Deal. This document represents one of the key outcomes of the project: a Strategic Research & Innovation Agenda (SRIA) for Europe, to support owners and funders of circular economy programmes in aligning priorities and approaching the circular economy transition in a systemic way.
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.
Effectiveness and efficiency of food-waste prevention policies, circular economy, and food industry
(2020)
The study sheds light on the background of the prevention of plastic waste from packaging and disposable products by explaining the need for action, the environmental impacts and risks to human health. Experiences of the members of the PREVENT Waste Alliance and their partners in the prevention of plastic waste by multi-actor partnerships are presented by means of 17 best practice examples. Finally, the study gives recommendations for the reduction of plastic waste and the further work of the PREVENT Waste Alliance. These include success factors for waste prevention, necessary next steps and conclusions regarding the necessary political framework conditions.
Künstliche Intelligenz in der Siedlungsabfallsortierung als Wegbereiter der Kreislaufwirtschaft
(2020)
Artificial intelligence in the sorting of municipal waste as an enabler of the circular economy
(2021)
The recently finalized research project "ZRR for municipal waste" aimed at testing and evaluating the automation of municipal waste sorting plants by supplementing or replacing manual sorting, with sorting by a robot with artificial intelligence (ZRR). The objectives were to increase the current recycling rates and the purity of the recovered materials; to collect additional materials from the current rejected flows; and to improve the working conditions of the workers, who could then concentrate on, among other things, the maintenance of the robots. Based on the empirical results of the project, this paper presents the main results of the training and operation of the robotic sorting system based on artificial intelligence, which, to our knowledge, is the first attempt at an application for the separation of bulky municipal solid waste (MSW) and an installation in a full-scale waste treatment plant. The key questions for the research project included (a) the design of test protocols to assess the quality of the sorting process and (b) the evaluation of the performance quality in the first six months of the training of the underlying artificial intelligence and its database.
A policy mix for resource efficiency in the EU : key instruments, challenges and research needs
(2019)
Against the background of an often wasteful use of natural resources, the European Union has made resource efficiency a top policy priority. Policy formulation is, however, at a very early stage in many Member States, with often vague notions of what resource efficiency means, characterised by fragmented instruments and overlapping competencies. This paper develops a conceptual framework for defining, assessing and developing resource efficiency policy mixes. It argues that a mix of policies and instruments is best suited to overcoming the complex challenges of the 21st Century. Such a mix addresses multiple resource domains at a strategic, high level and contains interacting instruments targeting multiple actors, levels of governance and sectors and life-cycle stages of resource use. This paper looks at criteria for effective resource efficiency policy instruments, presents both an indicative policy mix across 9 policy domains and case studies (on environmental harmful subsidies, supply chain efficiency in food systems and product-service systems) and identifies key challenges to overcome trade-offs in instrument design, maximise synergies, reduce conflicts, promote coherence, coordinate activities and move from theory to practice. Research needs are discussed regarding who shall devise, implement, and coordinate such a policy mix, considering negotiating power, timing and complexity.
Die ersten Stufen der Abfallhierarchie : Abfallvermeidung und Vorbereitung zur Wiederverwendung
(2018)
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.
Das Wirtschafts- und Strukturprogramm für das Rheinische Zukunftsrevier enthält eine Reihe von Zielen, die demonstrieren sollen, wie der European Green Deal modellhaft im Rheinischen Revier bis 2038 umgesetzt werden kann. Das Konzept der "Ressourcenwende" stellt dabei einen Lösungsweg für die erfolgreiche Umsetzung dieser Transformation dar. Das Wuppertal Institut hat vor diesem Hintergrund gemeinsam mit der Prognos AG die vorliegende Studie zu einer regionalen Ressourcenwende im Rheinischen Revier erarbeitet.
Das Rheinische Revier ist geprägt durch die Gewinnung, Verstromung und Veredelung von Braunkohle. Darüber hinaus haben sich hier - aufgrund der Nähe zu bedeutenden europäischen Transportwegen und einer zentralen Lage zu wichtigen Märkten in Europa - viele weitere Branchen angesiedelt, wie etwa die Metall-, Chemie- und Aluminiumbranche. Im Hinblick auf den von der Bundesregierung und Nordrhein-Westfalen (NRW) beschlossenen Braunkohleausstieg 2030 und den European Green Deal wird die Notwendigkeit eines Wandels der energie- und ressourcenintensiven Industrien hin zu einer treibhausgasneutralen und ressourcenleichten Wirtschaft im Rheinischen Revier mehr als deutlich.
Welchen Fußabdruck hinterlässt das Rheinische Revier, welche innovativen Ressourcenstrategien sollte die Region verfolgen und wie kann dies gemessen werden?
Zu dieser Fragestellung haben die Forschenden ein methodisches Konzept einer regionalen Ressourcenwende für das Rheinischen Revier erarbeitet. Die Ressourcenwende selbst begrenzt sich dabei nicht nur auf Primärrohstoffe, sondern nimmt auch die Aspekte wie Bodennutzung bzw. Flächenverbrauch und Biodiversität bzw. Ökosystemleistungen in den Blick und setzt diese in den Kontext eines regionalen Kreislaufwirtschaftssystems.
Kunststoffabfälle, die nach dem Gebrauch von Kunststoffprodukten anfallen, werden in Deutschland noch immer überwiegend energetisch verwertet. Hemmnisse für eine werkstoffliche Verwertung sind zum Beispiel Zusatzstoffe, die die Recyclingfähigkeit einschränken, die zunehmende Verwendung von Verbunden, die gemischte Sammlung und die mangelnde Wirtschaftlichkeit. Ziel dieses Projektes ist, für die nach dem Gebrauch im Gewerbe und bei Haushalten anfallenden Kunststoffabfälle und ggf. weitere Wertstoffe die Frage zu beantworten, ob und unter welchen Randbedingungen diese dem Restabfall oder derzeit energetisch genutzten Fraktionen entzogen und so die werkstoffliche Verwertung gesteigert werden kann. Das Projekt entwickelt einen integrierten Policymix, der sowohl beim Angebot, der Nachfrage als auch den Marktbedingungen für den Einsatz von Sekundärkunststoffen ansetzt.
Treating waste as a resource and the design of a circular economy have been identified as key approaches for resource efficiency. Despite ambitious targets, policies and instruments that would enable a transition from a conventional waste management to an integrated and comprehensive resource management are still missing. Moreover, this will require innovative policy mixes which do not only address different end-of-pipe approaches but integrate various resource efficiency aspects from product design to patterns of production and consumption. Based on the results of a project funded by the Seventh Framework Programme for Research and Technological Development named "POLFREE - Policy Options for a resource efficient economy", this paper addresses several aspects of the conceptualization of policy mixes with regard to waste as a specific resource efficiency challenge. The guiding research interest of this paper is the combination of policies necessary to create a full circular economy. In a first step, the present waste policy frameworks, institutions and existing incentives at national level are examined in order to disclose regulatory and policy gaps. Based on this, the second part of the paper describes and analyses specific waste-related resource efficiency instruments with regard to their potential impacts under the constraints of various barriers. Based on the assessment of the country analyses and the innovative instruments, the paper draws conclusions on waste policy mixes and political needs.
Bisher ist die vollständige Schließung von Stoffkreisläufen durch die Verwendung von Abfällen als Ressource in Deutschland nur eine Vision. Der Beitrag führt das Konzept der Kreislaufwirtschaft ein und konkretisiert es am Beispiel der Reparatur und Wiederverwendung von Produkten. Anschließend werden Hemmnisse betrachtet, die es auf dem Weg zur Kreislaufwirtschaft zu überwinden gilt und mögliche Lösungsansätze beschrieben.
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.
Reuse is still seen as a "niche phenomenon" and consumers seem to waste economic opportunities linked to buying and selling second-hand products. For this reason, this paper focuses on incentives and barriers to sell and buy second-hand products, as indicated in the literature, and applies a theoretical framework of transaction costs to explain the existing consumption patterns. For this paper, a representative online survey was conducted in which 1023 consumers in Germany participated, age 16 and older. The data were analyzed for statistically significant deviations between different groups of economic actors selling or buying second-hand products. Results show that valuable unused products exist in households, but barriers such as uncertainties about the reliability of the buyer or the quality of the product hinder the transition into sustainable consumption. Different forms of transaction costs are important explanatory variables to explain why consumers nevertheless predominantly buy new products, although they are aware that second-hand would save money and make an individual contribution to climate protection.
ReUse und Secondhand in Deutschland : Einstellungen zum Thema Abfallvermeidung und Nachhaltigkeit
(2020)
Umweltschutz und Nachhaltigkeit bestimmen seit Jahren die öffentlichen Debatten sowie zunehmend das Handeln privater Haushalte. Eine Mehrheit geht davon aus, dass die Bedeutung nachhaltigen Handelns weiter wachsen wird. Allerdings fällt es vielen anscheinend schwer, nicht nur nachhaltig zu denken, sondern auch zu handeln. Eine Studie des Wuppertal Instituts in Zusammenarbeit mit eBay Kleinanzeigen zeigt diese Diskrepanz. Deutlich werden auch Unterschiede im Konsumverhalten jüngerer und älterer Menschen. Dennoch: Immer mehr Menschen tragen aktiv zum Klimaschutz bei und kaufen oder verkaufen beispielsweise gebrauchte Artikel. Nahezu jeder hat hierzulande bereits einmal etwas Gebrauchtes verkauft. Jeder Zweite hat bereits einmal Gebrauchtes gekauft. Ungeachtet dessen liegen in deutschen Haushalten durchschnittlich rund 1.300 Euro in Form ungenutzter Dinge und verborgener Schätze.
Deutschland verfügt über eines der weltweit führenden Systeme im Bereich der Abfallwirtschaft - vorrangiges Ziel ist es, Abfall sicher und umweltschonend zu entsorgen. Allerdings kommen nur ca. 14 Prozent der in der Industrie eingesetzten Rohstoffe aus dem Recycling, der Rest sind noch immer Primärmaterialien. Kreislaufwirtschaft findet noch nicht ausreichend statt: Rezyklate, aus Abfällen gewonnene Sekundärrohstoffe, werden noch weit unterhalb der möglichen Mengen in Produktions- und Nutzungsprozesse zurückführt. Werteverlust, Abhängigkeit von volatilen Rohstoffmärkten, geringere Ressourcenproduktivität und Externalitäten in Form von Umweltverschmutzung ließen sich damit vermeiden. Eine Digitalisierungsoffensive in Industrie und Abfallwirtschaft könnte dies bewirken. Eine Studie des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) verweist darauf, dass kein Umweltleitmarkt so stark von der Digitalisierung profitieren könnte wie die Kreislaufwirtschaft - und dass gleichzeitig kein Sektor bisher so schlecht aufgestellt ist.
Germany's waste management system is one of the world's most advanced - its primary objective is to dispose of waste in a way that is safe for both people and the environ- ment. However, only about 14 per cent of the raw materials used in industry are derived from recycling processes; the remainder are still sourced from primary materials. The circular economy is not yet being implemented on a large enough scale. Recyclates or recycled materials, i.e. secondary raw materials recovered from waste, are being fed back into production and usage processes at volumes that are far below what is possible. If this system were to be improved, loss of value, dependence on volatile commodity markets, lower resource productivity, and externalities in the form of environmental pollution could be avoided. A drive towards digitalisation in industry and the waste management sector could make this happen. A study by the German Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation, Building and Nuclear Safety (BMUB) indicates that no other lead market in the environmental sector stands to benefit from digitalisation more than the circular economy - and that, at the same time, no sector has ever been so poorly positioned.
The waste prevention program (WPP) from 2013 must be evaluated every 6 years and updated if necessary. The review and evaluation of the implementation of the WPP took place within the scope of the project. Based on the analysis results for the implementation of the WPP at federal, state and municipal level and an assessment of existing prevention potentials, concrete proposals for a possible further development and updating of the program on prioritized waste streams and corresponding priority prevention approaches were developed. In addition, structural adjustment and change needs of the WPP were worked out and further research was shown.
2013 wurde das Abfallvermeidungsprogramm des Bundes verabschiedet. Mit dem Programm sollten Abfallmengen reduziert werden. Das Programm wurde einer kritischen Bewertung unterzogen und wird nun im Jahr 2020 fortgeschrieben. Dafür wurden in einer UBA-Studie prioritäre Abfallströme und Konzepte erarbeitet und Maßnahmenvorschläge entwickelt, um die Abfallvermeidung zukünftig konkreter auszugestalten.
Facing an ever-increasing global consumption of natural resources and related environmental as well as socioeconomic challenges, the transition towards a circular economy will be of crucial importance. The issue is high on the political agenda, especially since the European Commission published its Circular Economy Action Plan in December 2015. Apparently different stakeholders have very different perceptions of the concept as well as different expectations for its implementation. During a workshop series by the Friedrich Ebert Stiftung, experts from policy, science, administration, industry and unions discussed key issues for the circular economy: What's the status quo in Germany? How can the circular economy be implemented in a comprehensive and efficient way? Which instruments are available? Is the legal framework on EU and national level sufficient for the evolvement of a circular economy? What is the role of the consumer? What are the economic potentials especially with regard to job creation? How can research and innovation policy contribute to this process? This paper aims to summarise the different discussions.
Digitaler Kreislauf
(2018)
Rohstoffe
(2016)
In der Chemiebranche macht sich mittlerweile die Erkenntnis breit, dass sie zukünftig geschlossene Stoffkreisläufe brauchen wird, wenn sie weiter Gewinne machen will. Doch der Weg dahin ist noch ziemlich weit. Deshalb wird es ohne langfristig angelegte und klare gesetzgeberische Vorgaben nicht gehen.
Seit einigen Jahren erfährt die Abfallwirtschaft unter dem Schlagwort "Kreislaufwirtschaft" einen massiven Perspektivwechsel: Nach den Vorstellungen der Europäischen Kommission, die 2015 ihren Aktionsplan Kreislaufwirtschaft vorgestellt hat, sollen Abfälle in Zukunft in erster Linie als potenzieller Rohstoff gesehen werden; sowohl die in einzelnen Produkten enthaltenen natürlichen Ressourcen als auch deren ökonomischer Wert sollen am Ende der Nutzungsphase möglichst optimal erhalten bleiben. Angesichts der Rohstoffarmut in Europa sollen die Abfälle recycelt und wieder in den Produktionsprozess zurückfließen, um so auch langfristig die europäische Wettbewerbsfähigkeit sicherzustellen.
Damit geraten jedoch auch neue Fragen in den Fokus: Was genau passiert eigentlich mit unserem Müll? Wo bleibt er, und in welchen Teilen der Welt wird er recycelt? Und wer hat dann Zugriff auf die Rohstoffe, die aus ihm zurückgewonnen werden?