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Im Rahmen des Forschungsprojekts "Wirtschaftsförderung 4.0" leistet die vorliegende Arbeit einen Beitrag zum besseren Verständnis der systematischen Stärkung zivilgesellschaftlicher Nachhaltigkeitsinitiativen. Das Ziel der Analyse besteht darin, Ansatzpunkte möglicher Unterstützungsmaßnahmen aufzuzeigen, die im Zuge kommunaler Wirtschaftsförderung aufgegriffen werden können.
Zur Erarbeitung wurden zunächst mithilfe theoretischer Grundlagen aus der Transition- und Diffusionsforschung zentrale Einflussfaktoren zusammengetragen, die förderlich oder hemmend auf transformative Nachhaltigkeitsinitiativen wirken können. Mit dem Ziel, kontextangepasste Maßnahmen zu entwickeln, wurden die literaturbasierten Faktoren anschließend in einer qualitativen Befragung mit einer Praxisperspektive verglichen und ergänzt: Mittels leitfadengestützter Experteninterviews mit nachhaltigkeitsorientierten Initiativen in der Region Osnabrück wurden kommunale Gegebenheiten sowie die jeweiligen Erfolgsfaktoren, Herausforderungen und Bedarfe der Graswurzelinitiativen erfasst.
Im Ergebnis zeigen sich sieben übergreifende Bedarfsfelder, die vor allem aus der empirischen Erhebung abgeleitet wurden. Aus ihnen wurden Handlungsempfehlungen und Ansatzpunkte kommunaler Unterstützung erarbeitet und diskutiert.
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.
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.
Die Digitalisierung ist längst gelebte Praxis. Jeden Tag werden Milliarden an "digitalen" Handlungen ausgeführt. Beispielsweise werden täglich 207 Mrd. E-Mails verschickt, 8,8 Mrd. YouTube-Videos angesehen und 36 Mio. Amazonkäufe getätigt. Dabei nimmt die Geschwindigkeit, mit der neue Anwendungen entwickelt und etabliert werden, kontinuierlich zu. Es stellt sich also die Frage, was im Energiesektor zu erwarten ist und wie die Entwicklung zielgerichtet genutzt werden kann.
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.
Nach jahrzehntelangen, erfolgreichen Reduktionen der CO2-Emissionen in der Industrie, ist der Trend in den letzten Jahren wieder rückläufig geworden: seit 2014 sind die Emissionen wieder angestiegen (UBA 2019). Um die deutschen Klimaziele zu erreichen ist es daher notwendig, die Anstrengungen zu verstärken und intensiver als in der Vergangenheit Innovationen für den Klimaschutz voranzutreiben: Neue Produkte und Geschäftsmodelle sowie neue Herstellungsverfahren zu entwickeln, mit denen sich Treibhausgasemissionen reduzieren lassen.
Um die deutschen Klimaziele für 2030 einzuhalten, werden hierfür gerade auch (inkrementelle) Effizienzsteigerungen nötig sein - diese werden jedoch nicht ausreichend sein. Innovationen müssen auch einen disruptiven Wandel von Strukturen und Geschäftsmodellen erwirken. Disruptive Innovationen und industrielle Konversionsprozesse bergen jedoch hohe Risiken für die etablierte Industrie. Hier stellt sich also die Frage, wie eine auf Klimaschutz ausgerichtete Innovationspolitik gestaltet werden muss, um einerseits die notwendigen CO2-Einsparungen zu ermöglichen und andererseits die Leistungfähigkeit der deutschen Industrie zu befördern?
Vor diesem Hintergrund widmet sich diese Studie zwei zentralen Fragestellungen: Wie laufen Klimaschutz-Innovationsprozesse ab? Wie können Klimaschutz-Innovationen befördert werden?
Basierend auf einer konzeptionellen Klassifizierung von Klimaschutz-Innovationen, wurden eine Reihe von existierenden Klimaschutz-Innovationen, gerade aus der energieintensiven Industrie analysiert. Vier Fallbeispiele aus verschiedenen Sektoren (Aluminiumherstellung und -verarbeitung, Herstellung neuer Kraftstoffe sowie der Verzinkung) und verschiedenen Innovationstypen werden in der Studie ausführlich beschrieben. Dabei zeigt sich, dass sich Unternehmen nicht nur an aktuellen Rahmenbedingungen orientieren, sondern Innovationen - sowohl inkrementeller wie auch radikaler Natur- im Bereich Klimaschutz auch unter der Annahme dynamischer Entwicklungen von sich verstärkenden Klimaschutzrahmenbedingungen vorantreiben. Darüber hinaus waren an allen untersuchten Fällen auch externe Promotoren unterstützend tätig. Daher wurden die möglichen Rollen von Klimaschutz-Promotoren mit unterschiedlichen regionalen und inhaltlichen Schwerpunkten gezielt analysiert.
Das Wuppertal Institut hat das Forschungsformat der Reallabore
konzeptionell und praktisch entscheidend mitgeprägt. Insbesondere in den
letzten fünf Jahren erlebt dieses Format einen ungeahnten Aufschwung.
Vor diesem Hintergrund blickt der vorliegende In Brief auf die Perspektiven für die künftige Forschung in Reallaboren. Drei Forderungen sind dabei von zentraler Bedeutung:
(1) die Besinnung auf die ursprünglichen Kern-Charakteristika der Reallabor-Idee,
(2) der systematische Capacity-Aufbau für Reallabore im Wissenschaftssystem und
(3) die Etablierung von langfristiger angelegten Reallaborstrukturen.
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.
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.
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.
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.
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.
Dieses Wuppertal Paper dient dazu, a) die mögliche Klimaschutzwirkung eines CO2-Preises zu analysieren, allein und im Gesamtpaket von Instrumenten zum Klimaschutz, b) die Möglichkeiten der Mittelverwendung zu analysieren und zu bewerten, c) dadurch den Dschungel der Argumente und Motivationen in den bestehenden Vorschlägen zu lichten und d) aus der Analyse ein Modell zu skizzieren, das den Anforderungen von Klimaschutz und sozialer Gerechtigkeit sowie Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit am besten gerecht wird und damit der Bundesregierung als Anregung bei der Entscheidung über Einführung und Ausgestaltung eines CO2-Preises dienen kann.
In dem Papier werden diese Fragen anhand von neun Thesen mit einem abschließenden Fazit ergründet. Daraus wird deutlich:
Ein CO2-Preis kann sektorale Ziele und Instrumente nicht ersetzen. Seine volle Wirkung kann er nur entfalten, wenn er komplementär zu sektorspezifischen Klimaschutzinstrumenten eingeführt wird. Nur wenn für diese Instrumente ein guter Teil der Einnahmen aus der CO2-Steuer eingesetzt wird, sind die Klimaziele erreichbar. Die Ziele werden dadurch mit weitaus geringerem CO2-Preis bei gleichzeitig höheren Kostenentlastungen für Verbraucherinnen und Verbraucher, Unternehmen und sogar die öffentlichen Haushalte erreichbar, als wenn die Politik allein auf einen CO2-Preis setzen würde.
Der Anteil fluktuierender erneuerbarer Energien im deutschen Strommix steigt. Um die Netzstabilität zu erhalten, Fluktuationen im Dargebot nach Wetterlage und saisonal auszugleichen sind absehbar ab ca. 2030 große Stromspeicherkapazitäten erforderlich. Wasser-Pumpspeicherwerke sind derzeit die einzige langjährig erprobte Technologie, die künftig in Braunkohletagebauen, welche im Zuge der Energiewende aufgegeben werden, errichtet werden könnten. Eine Überschlagsrechnung am Beispiel eines Pumpspeicherwerks in verschiedenen Tagebauen zeigt, dass diese mit bis zu 400 GWh ein signifikantes technisches Speicherpotenzial haben.
Mit fortschreitender Energiewende steigt der Anteil erneuerbarer Energien im Strommix. Deren Angebot variiert im Tagesverlauf, nach Wetterlage und saisonal. Um Angebot und Nachfrage zur Deckung zu bringen, benötigt es daher Speicher mit großen Kapazitäten. Von allen technologischen Optionen mit großer Speicherkapazität sind Wasser-Pumpspeicherwerke die einzige, die langjährig erprobt und wirtschaftlich ist. Diese könnten in Braunkohletagebauen, welche im Zuge der Energiewende aufgegeben werden, errichtet werden. Unsere Überschlagsrechnung am Beispiel eines Pumpspeicherwerks in den heutigen Tagebauen Hambach, Garzweiler und Inden zeigt, dass diese mit bis zu 400 GWh ein signifikantes technisches Speicherpotenzial haben. Dies entspricht etwa der kontinuierlichen Maximalleistung eines Kernkraftwerks über zwei Wochen. Im Kontext der Diskussion um den Braunkohleausstieg skizziert das Papier ein netzdienliches Nachnutzungskonzept für Braunkohletagebaue, das zumindest für einen Teil der heute in der Kohleförderung und -Verstromung Beschäftigten mögliche Zukunftsperspektiven bietet.
Mit fortschreitender Energiewende steigt der Anteil erneuerbarer Energien im Strommix. Deren Angebot variiert im Tagesverlauf, nach Wetterlage und saisonal. Um Angebot und Nachfrage zur Deckung zu bringen, benötigt es daher Speicher mit großen Kapazitäten. Von allen technologischen Optionen mit großer Speicherkapazität sind Wasser-Pumpspeicherwerke die einzige, die langjährig erprobt und wirtschaftlich ist. Diese könnten in Braunkohletagebauen, welche im Zuge der Energiewende aufgegeben werden, errichtet werden. Unsere Überschlagsrechnung am Beispiel eines Pumpspeicherwerks in den heutigen Tagebauen Hambach, Garzweiler und Inden zeigt, dass diese mit bis zu 400 GWh ein signifikantes technisches Speicherpotenzial haben. Dies entspricht etwa der kontinuierlichen Maximalleistung eines Kernkraftwerks über zwei Wochen. Im Kontext der Diskussion um den Braunkohleausstieg skizziert das Papier ein netzdienliches Nachnutzungskonzept für Braunkohletagebaue, das zumindest für einen Teil der heute in der Kohleförderung und -Verstromung Beschäftigten mögliche Zukunftsperspektiven bietet.
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.
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.
Transformative Wissenschaft versteht sich als Katalysator für gesellschaftliche Veränderungsprozesse. Sie musste sich in den vergangenen Jahren innerwissenschaftlicher Kritik und Dekonstruktion stellen. Daneben muss sie sich aber auch an ihrer gesellschaftlichen Wirkung messen lassen. Als Zwischenbilanz aus fünf Jahren Debatte um die transformative Wissenschaft halten wir fest: Die nächste Phase in der Weiterentwicklung transformativer Wissenschaft braucht Orte, an denen ihre gesellschaftlich produktive Wirkkraft erfahrbar wird und erprobt werden kann.
Das Ziel der Akzeptanzstudie "Mieterstrom aus Mietersicht" war es, den Blick der Stromkundinnen und -kunden auf das dezentrale Versorgungskonzept "Mieterstrom" zu untersuchen und zu bewerten. Die Studie untersucht, inwiefern Mieterinnen und Mieter über das in ihrem Wohnhaus angebotene Mieterstromprodukt informiert sind, wie sie es annehmen und welche Faktoren die Akzeptanz beeinflussen. Dazu wurden 61 fragebogengestützte Face-to-Face-Interviews in sieben Mieterstromprojekten geführt. Die Bewohnerinnen und Bewohner gaben darin Auskunft zu ihren Motiven bei der Wahl ihrer Stromversorgung und ihrem Informationsstand. Außerdem führte der Autor der Studie, Markus Schäfer, leitfadengestützte Experteninterviews mit den Projektverantwortlichen der Mieterstromanbietern.
Die Ergebnisse bestätigen in großen Teilen die zu Beginn der Forschung aufgestellten Thesen. Das Mieterstrommodell ist selbst in Wohnhäusern, in denen ein Mieterstromprodukt angeboten wird, noch häufig unbekannt. Dies ist nicht nur auf unzureichende Information durch die Anbieter zurückzuführen, sondern auch auf das Desinteresse der Stromkunden am Thema Energieversorgung allgemein und als kompliziert wahrgenommenen Konzepten wie Mieterstrom insbesondere. Hohe Beteiligungsquoten konnten nur in Projekten erzielt werden, in denen die Befragten Faktoren wie die Nutzung erneuerbarer Energien und lokale Erzeugung bei der Wahl Ihrer Energieversorgung klar über den Strompreis stellten, oder in denen Mieterstrom besonders günstig angeboten wurde. Allerdings gibt es auch bestimmte Vertriebsmethoden, die zu hohen Beteiligungsquoten führen können.
Trotz der unterschiedlichen Rahmenbedingungen bei den untersuchten Projekten kann der Autor die Ergebnisse der Studie nutzen, um Handlungsempfehlungen für die Energiewirtschaft zur Erreichung höherer Beteiligungsquoten in Mieterstromprojekten zu formulieren.
Um den ungebremst fortschreitenden Klimawandel zu begrenzen, ist eine stufenweise Dekarbonisierung des Energiesystems notwendig, die bereits bis zur Mitte dieses Jahrhunderts schon weitgehend erreicht sein muss. Neben Unsicherheiten gehen von der Energiewende gleichzeitig Investitionsimpulse für Innovationen aus, wobei Systeminnovationen eine zentrale Treiberfunktion zur Dekarbonisierung des Energiesystems einnehmen.
Diese Arbeit fokussiert die Rolle von Innovationskaskaden in der Energiewende und analysiert die Überführung von Systeminnovationen in strategische Geschäftsmodellinnovationen vor dem Hintergrund der Frage, wie die Dekarbonisierung des Energiesystems für Unternehmen der Energiewirtschaft und THG-intensiven Industrie rentabel ausgestaltet werden kann.
Die Dissertation leistet einen substanziellen Beitrag zur Entscheidungsfindung im strategischen (Innovations-)Management für Unternehmen der Energiewirtschaft und der THG-intensiven Sektoren - Bereiche, die von einem erheblichen Transformationsdruck gekennzeichnet sind. Insbesondere für Unternehmen, die bedingt durch den Wandel des Energiesystems großen Herausforderungen gegenüberstehen, leistet diese Arbeit einen Beitrag zur Ableitung neuer, nachhaltiger und ökonomisch tragfähiger Geschäftsmodelle. Im Mittelpunkt stehen die Systeminnovationen Power-to-Gas (P2G) und Algae-to-X (A2X). Dabei wird der Begriff Algae-to-X erstmalig in die wissenschaftliche und praktische Diskussion eingeführt und konzeptionell fundiert. Mit einer ganzheitlichen Untersuchung der Innovationsprozesse, den damit verbundenen Chancen, Potenzialen, Unsicherheiten, Hemmnissen und visionären Zukunftsbildern von Power-to-Gas und Algae-to-X werden konkrete Handlungsansätze zur Förderung von Systeminnovationen und der Überführung in Geschäftsmodellinnovationen im window of opportunity der Energiewende herausgearbeitet.
Diese Forschungsarbeit trägt zur Weiterentwicklung der wirtschafts-wissenschaftlichen Theoriebasis in den Disziplinen des strategischen Managements und des strategischen Innovationsmanagements bei: Aufbauend auf einer breiten und tiefgreifenden Analyse bestehender Ansätze wird die Bedeutung von Systeminnovationen und Geschäftsmodellinnovationen herausgestellt und die tragende Rolle des in der Theorie noch relativ jungen Konzepts der Innovationskaskaden für die Umsetzung des systemischen Transformationsprozesses der Energiewende theoretisch fundiert und empirisch gestützt. Hervorzuheben ist, dass die Unsicherheiten, die mit der Entwicklung von tragfähigen Geschäftsmodellinnovationen einhergehen, ökonomisch fundiert sind, in den Beispielen in Abhängigkeit des Neuigkeitsgrades und damit der Entwicklungsstufe der Innovationskaskade aber technologisch (A2X) bzw. regulatorisch (P2G) bedingt sind. Bei der Überführung von Systeminnovationen in strategische Geschäftsmodellinnovationen über die Ableitung von Innovationskaskaden stellt diese Arbeit zwei neue, theoretisch fundierte und empirisch überprüfte innovationsauslösende Stimuli vor: Die systeminduzierten Impulse des system-push und des system-pull.
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.
Der NaWis-Verbund verstärkt seine Bestrebungen, die gesellschaftlichen Wirkungen von transformativer Forschung abzubilden. Damit soll auch die Qualität der Forschungsarbeiten gesichert werden. Die bei der Impact-Messung zur Anwendung kommenden Ansätze unterscheiden sich bislang grundsätzlich. Der vorliegende Beitrag skizziert den Zugang des Wuppertal Instituts für Klima, Umwelt, Energie.
Zivilgesellschaftliche Organisationen sind zentrale Akteure für den Wandel in Richtung Nachhaltigkeit. Sie treiben dieses zutiefst kulturelle Zivilisationsprojekt auf vielerlei Weise voran. Dabei bewirken sie immer dann besonders viel, wenn sie ihre Rolle als Mahner, Mittler und Motor gut zu kombinieren verstehen.
Abfallwirtschaftliche Produktverantwortung unter Ressourcenschutzaspekten (RePro) : Abschlussbericht
(2019)
Elektro- und Elektronikaltgeräte enthalten eine Vielzahl von umwelt- und ressourcenrelevanten Metallen wie Gold und Neodym, welche derzeit noch nicht optimal recycelt werden. Im vorliegenden Projekt wurden die Mengenpotenziale von 10 dieser Metalle in 30 ressourcenrelevanten Elektrogerätearten quantifiziert und die bestehenden Verluste bei der Elektroaltgeräte-Entsorgung von der Sammlung über die Behandlung bis zur Metallrückgewinnung über Mengenstrombilanzen ermittelt, teilweise unterstützt durch Sortieranalysen und Behandlungsversuche. Die Studie leitet daraus Maßnahmenempfehlungen zur Optimierung der Erfassungsstrukturen sowie der Behandlungs- und Verwertungssysteme für Elektroaltgeräte aus privaten Haushalten zur Rückgewinnung der betrachteten Metalle ab.
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.
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.
Der Beitrag von synthetischen Kraftstoffen zur Verkehrswende : Optionen und Prioritäten ; Kurzstudie
(2019)
Diese Kurzstudie geht auf den möglichen Beitrag von synthetischen Kraftstoffen zur Verkehrswende ein. Sie stellt die Einsatzmöglichkeiten dar, zeigt alternative Minderungsoptionen auf, und vergleicht sie mit den Einsatzmöglichkeiten von synthetischen Kraftstoffen.
Zudem gibt der Bericht einen Überblick über volkswirtschaftliche Effekte, auf deren Basis abschließend Schlussfolgerungen für den Beitrag synthetischer Kraftstoffe zur Verkehrswende abgeleitet und diese in Handlungsleitlinien (Prioritäten) übersetzt werden.
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.