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As society's reliance on software systems escalates over time, so too does the cost of failure of these systems. Meanwhile, the complexity of software systems, as well as of their designs, is also ever-increasing, influenced by the proliferation of new tools and technologies to address intended societal needs. The traditional response to this complexity in software engineering and software architecture has been to apply rationalistic approaches to software design through methods and tools for capturing design rationale and evaluating various design options against a set of criteria. However, research from other fields demonstrates that intuition may also hold benefits for making complex design decisions. All humans, including software designers, use intuition and rationality in varying combinations. The aim of this article is to provide a comprehensive overview of what is known and unknown from existing research regarding the use and performance consequences of using intuition and rationality in software design decision-making. To this end, a systematic literature review has been conducted, with an initial sample of 3909 unique publications and a final sample of 26 primary studies. We present an overview of existing research, based on the literature concerning intuition and rationality use in software design decision-making and propose a research agenda with 14 questions that should encourage researchers to fill identified research gaps. This research agenda emphasizes what should be investigated to be able to develop support for the application of the two cognitive processes in software design decision-making.
Real-world labs are witnessing continued growth and institutionalization in the field of transformation-oriented sustainability research, as well as in adjacent disciplines. With their experimental research agendas, these labs aim at sustainability transformations, however, there is still a need to improve the understanding of their impacts. Drawing from this Special Issue's contributions, we offer a broad overview of the impacts achieved by various real-world labs, highlight the diverse areas and forms of impact, and elucidate strategies as well as mechanisms for achieving impact. We present methodological advances, and address common challenges along with potential solutions for understanding and realizing impact.
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.
While digital technologies hold significant transformational potential, anecdotal evidence suggests that the digital transformation might not be directed towards sustainable development sufficiently. Drawing on a modified and extended version of the framework proposed by Wanzenböck et al. (2020), we explore the cases of the circular economy and the transition towards a sustainable energy system in the twin transition. Making use of insights from 20 expert interviews and two in-depth interviews, we aim to gain a first careful indication of the convergence/divergence in societal views on key problems and solutions across different dimensions (technological, economic, socio-cultural, regulatory) and derive insights for integrated policy-making. Thereby the study contributes to bridging the existing gap between mission-oriented policies and the twin transition. Overall, our first insights indicate that while showing high similarities in the structure of problems and solutions across cases, the variety in wickedness (contestation, complexity, uncertainty) calls for differentiated policy-making: Significant parts of the relatively young twin transition might be in a state of disorientation where societal views on problems and solutions diverge. This would require policy-makers to follow a "discovery-mode" (basic research, experiments and monitoring) with only selected diffusion-focused strategies. Further, we show that missions in the twin transition require highly flexible policy-making as different approaches need to be applied simultaneously. Finally, there are several options for exploiting synergies in policy-making due to some overlapping characteristics as well as learning opportunities between cases. We believe that particularly our holistic perspective on the twin transition can yield substantial guidance for researchers and policy-makers in the field.
In order to limit global warming and fulfill their contributions to the Paris agreement, both Germany and Japan have set targets for climate neutrality towards the middle of the century. Reaching these goals will imply transformation of all sectors of society to avoid all fossil greenhouse gas emissions, heavy industry not the least. The focus of this study is the transformation of the petrochemical industry. This sector can become climate neutral but cannot be "decarbonized", as carbon is integral to the chemical structures of the products like polymers and solvents. Reaching climate neutrality thus means that the whole lifecycle of the petrochemical products has to be regarded. Another specific challenge is today's synergetic relation of this industry to fossil transport fuel production, which cannot be maintained in a climate neutral world.
The two countries interestingly share a similar industrial structure overall, and the chemical and petrochemical industry is one of the major industries in both countries. The countries' respective chemical industries are the third and fourth largest in the world in terms of sales, but at the same time, these industries represent just over 5% of the respective countries' greenhouse gas emissions. However, these scope 1 emissions of the chemical industry itself are far less relevant than the end-of-life emissions of their products, which belong to scope 3 and are thus not counted under the chemical industry in the country greenhouse gas balances. To mediate these emissions, there is a need to set the direction, draw out paths and investigate possible alternatives for how the petrochemical industry can be become climate neutral. In this report, the existing scenario analyses, energy strategies and roadmaps dealing with this issue in the two countries are compared, as well as the current state of their petrochemical industries. We highlight similarities, differences and identify possible areas of cooperation and exchange in order to find robust paths forward for the transformation of the petrochemical industries.
Vor dem Hintergrund einer kontinuierlich zunehmenden Pro-Kopf-Wohnfläche und den damit verbundenen negativen Auswirkungen auf Klima und Umwelt sollen mit dieser Arbeit die Bundesförderprogramme auf deren Anreizwirkung bezüglich eines achtsamen Umgangs mit der Ressource Wohnfläche überprüft werden. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf den durch die Förderbank KfW durchgeführten Bundesförderprogrammen, die ein wichtiges Instrument der Nachhaltigkeitsstrategie des Bundes im Bereich Wohngebäude bilden. Mithilfe eines Screenings der aktuellen Förderprogramme der KfW sowie durch Gespräche mit Vertretenden der KfW soll kritisch beleuchtet werden, wie sich die derzeit verfolgten Leitbilder der Förderung im Wohngebäudebereich zu dem Leitbild einer achtsamen Wohnflächennutzung verhalten. Zudem sollen mögliche Anknüpfungspunkte für Suffizienzstrategien im Handlungsfeld Wohnfläche identifiziert und in den Kontext des aktuellen Sach- und Forschungsstands gestellt werden. Auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse soll gezeigt werden, wie Suffizienzstrategien im Handlungsfeld Wohnfläche anhand innovativen Modellvorhaben erprobt werden können, um daraus Erkenntnisse für die Bundesförderung abzuleiten.
In light of Egypt's transition to a green economy, this report focuses on reducing greenhouse gas (GHG) emissions and increasing resource efficiency along three different value chains in which small and medium-sized enterprises (SMEs) play a crucial role. In order to support SMEs in Egypt to take advantage of implementing greening options along value chains, more detailed analyses are needed. Therefore, the aim of this study is to analyse three selected supply chains to identify greening opportunities for SMEs. Against this background, the project report is structured as follows: Chapter 2 introduces the background with an overview over the concept of green economy followed by Egypt's economy and its green economy. This is followed by a presentation of the value chains and an overview of the respective sectors. Chapter 3 describes the research approach, methods and data collection. The following chapters examine the three selected value chains cotton, sugar beet and refrigerators, including environmental hot spots, greening options as well as the experts' evaluation of those greening options. The report concludes with key recommendations in Chapter 7.
Established in 2016, the German-Japanese Energy Transition Council (GJETC) strives to promote bilateral cooperation between Germany and Japan on energy transition. Among other studies and topical papers, an output paper in 2020 (Rauschen et al., 2020) already compared the energy efficiency in buildings in both countries with a particular focus on heating and cooling. One important finding of this output paper was that further efforts in the building sector are needed to improve the energy efficiency of buildings in Germany and Japan. Following the more ambitious climate protection targets in both countries, this study seeks to analyze the German and Japanese policies put in place to accelerate the decarbonization of the building sector. The decarbonization of the vast number of buildings that both Japan and Germany are facing will be a major contribution to achieving the GHG reduction targets of both countries and should continue to be discussed among experts and developed into a discussion among policy makers.
This report examines and compares the characteristics of the building stock in both countries, as well as existing policies and new strategies and policies that are planned or discussed to achieve energy conservation and decarbonization of buildings. The current shape of buildings, especially houses, is greatly influenced by the land area of the country corresponding to the available space for buildings, the natural environment surrounding the country, the natural resources available, and the lifestyle and cultural ideas that have been passed down and taken root over time. Therefore, it might be difficult to compare them and the corresponding strategies and policies with the same yardstick, so we also discuss common or deviant situations. Through this joint research, we aim to find each other's advantages and challenges and to develop useful and concrete policy recommendations that will contribute to decarbonization policies in both countries.
Mit verschiedenen Wohnbauoffensiven versuchen viele Kommunen dem vorherrschenden Wohnraummangel entgegenzuwirken. Der Neubau von Häusern nimmt viel Fläche in Anspruch und verbraucht viele Ressourcen. Dabei lässt sich ein Großteil des Wohnraumbedarfs durch bestehende Wohngebäude decken, wenn sich Menschen an biografischen Wendepunkten, wie etwa Auszug der Kinder, für kleinere Wohnflächen und alternative Wohnkonzepte entscheiden würden.
Das Projekt OptiWohn ging darum der Frage nach, wie eine optimierte Nutzung der Wohnfläche proaktiv gefördert werden kann. Herzstück bildet die Entwicklung und Gründung von kommunalen Wohnraumagenturen. Sie identifizieren Wohnraumbedarfe im Quartier, bieten Beratung für Wohnungssuchende an, vermitteln alternative Wohnungen oder initiieren Angebote zum Wohnungstausch.
Neben dem Beratungs- und Förderangebot zur Optimierung der Wohnflächennutzung in den Städten Köln, Göttingen und Tübingen wurden die Ergebnisse in kommunale Handlungsempfehlungen übertragen, die neben Städten und Kommunen auch weitere Akteure ansprechen sollen. Darüber hinaus entwarfen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein bundesweites Förderprogramm für flächeneffizientes Wohnen.
Für Deutschland und viele Industrieländer weltweit wird der Import von grünem Wasserstoff ein zentraler Baustein auf dem Weg zur Klimaneutralität sein. Dabei muss einerseits gewährleistet sein, dass grüner Wasserstoff auch wirklich "grün" im Sinne von klimaneutral ist. Zugleich gibt es immer mehr Forderungen, dass auch andere Nachhaltigkeitskriterien - soziale, ökonomische und ökologische - bei der Produktion und dem Transport von Wasserstoff eingehalten werden. Der politisch getriebene Aufbau einer globalen Wasserstoffwirtschaft bietet von Anfang an die Möglichkeit, diesen Sektor in Einklang mit den bestehenden politischen Zielen zu bringen. Dazu zählen beispielsweise die Pariser Klimaziele oder die Agenda 2030. Die Industrienation Deutschland, die auch in Zukunft auf Energieimporte angewiesen sein wird, kann hier als führende Industrienation als Vorreiter Einfluss nehmen. Damit kann nicht nur sichergestellt werden, dass der nach Deutschland importierte Wasserstoff "grün und nachhaltig" ist, sondern auch die Nachhaltigkeit des globalen Wasserstoffmarktes insgesamt beeinflusst werden.
Diese Kurzstudie untersucht, welche bereits existierenden Politikinstrumente geeignet sind, Nachhaltigkeitskriterien für Wasserstoffimporte zu verankern und im Zusammenspiel den Weg zu einem nachhaltigen globalen Wasserstoffmarkt zu unterstützen. Dabei werden ausschließlich Nachhaltigkeitsziele und -kriterien jenseits der Klimawirkung von Wasserstoff analysiert. Es ist unbestritten, dass das zentrale Ziel der Wasserstoffwirtschaft die Reduktion von Treibhausgasen bis hin zur Klimaneutralität ist, was bereits in einer Vielzahl von Studien und Stellungnahmen diskutiert wurde. Daher wird in dieser Studie von der Klimaneutralität des grünen Wasserstoffs ausgegangen, um den Fokus auf die anderen wesentlichen Nachhaltigkeitsaspekte zu lenken, die für den Import von grünem und nachhaltigen Wasserstoff aus dem Globalen Süden von entscheidender Bedeutung sind.
Der hier vorliegende Klimaschutz-Aktionsplan 2030 für die Stadt Mannheim beschreibt Maßnahmen und Reduktionspfade für eine Minderung der Treibhausgasemissionen auf Mannheimer Stadtgebiet zur Erreichung der Klimaneutralität im Jahr 2030. Die Basis hierfür bildet die Energie- und CO2-Bilanz aus dem Jahr 2020.
In einem ersten Schritt wurden mit dem wissenschaftlichen Begleitkreis mögliche Reduktionspfade in den verschiedenen Sektoren und eine Definition für den Begriff der Klimaneutralität diskutiert. Mit dem Lenkungskreis wurden im nächsten Schritt acht Handlungsfelder festgelegt, für die in einzelnen Strategiegruppen die Maßnahmen entwickelt wurden. Weitere Vorschläge kamen aus der begleitenden öffentlichen Beteiligung. In diesem breit angelegten Beteiligungsprozess sind letztlich 81 Maßnahmen in acht thematischen Handlungsfeldern entstanden, von denen 34 als Maßnahmen von besonderer Priorität definiert wurden.
Gaining deep leverage? : Reflecting and shaping real-world lab impacts through leverage points
(2024)
Real-world laboratories (RwLs) are gaining further traction as a means to achieve systemic impacts towards sustainability transformation. To guide the analysis of intended impacts, we introduce the concept of leverage points, discerning where, how, and to what end RwLs intervene in systems. Building on conceptual reasoning, we further develop our argument by exploring two RwL cases. Examining RwLs through the lens of the leverage points opens the way for a balanced and comprehensive approach to systemic experimentation. We invite RwL researchers and practitioners to further advance RwLs' transformative capacity by targeting the design and emerging direction of a system, contributing to a culture of sustainability.
Ways of evaluating the societal impact of real-world labs as a transdisciplinary and transformative research format are under discussion. We present an evaluation approach rooted in structuration theory, with a focus on structure-agency dynamics at the science-society interface. We applied the theory with its four modalities (interpretation schemes, norms, allocative and authoritative resources) to the case of the Mirke neighbourhood in Wuppertal, Germany. Six projects promoted the capacity for co-productive city-making. The effects of the projects were jointly analysed in a co-evaluation process. Previously proposed subcategories of the modalities as an empirical operationalisation were tested and confirmed as being applicable. Five new subcategories were generated. The use of the modalities seems appropriate for co-evaluation processes. The tool is practical, focused on real-world effects, and suitable for transdisciplinary interpretation processes. We encourage further empirical testing of the tool, as well as development of the subcategories.
This paper presents a novel governance concept for sustainable development, introducing the "Safe System Approach" as a transformative model that shifts focus from individual behavioural change to systemic transformation. This approach challenges traditional governance models that emphasize individual responsibility in achieving sustainable development and decarbonization. Instead, it advocates for creating an enabling environment that inherently guides individuals and communities towards sustainable actions. The Safe System Approach is centred on delivering low-carbon services across essential sectors, including electricity, mobility, industry, buildings, human settlements, and agriculture, thereby embedding sustainability as a default choice in societal systems. Drawing parallels with successful models in road safety, the paper explores the potential of this approach in urban development and climate action. It emphasizes the need for a broad coalition and integrated approaches in managing shared resources, highlighting the significance of systemic adjustments over individual behavioral change. By proposing a structure where sustainability is facilitated by the system's design, the paper builds on key concepts from seminal works by scholars like Garrett Hardin, Mancur Olson, Elinor Ostrom, and Ahrend Lijphart. It discusses the challenges and opportunities in creating safe operating spaces for sustainable development, emphasizing the need for multi-actor, multilevel governance systems that can manage shared resources sustainably and are resilient to political volatility. The paper aims to offer a robust, efficient, and inclusive pathway to sustainable development, contributing to the global discourse on environmental and social resilience.
Dieses Buch bietet einen Leitfaden für mehr Klimaschutz an Schulen und holt Schulleitungen, Lehrkräfte und Schüler:innen gemeinschaftlich ins Boot - denn Klimaschutz ist eine Gemeinschaftsaufgabe. Mit dem "Whole School Approach" wird die ganzheitliche Umsetzung von Klimaschutzaktivitäten in der Schulentwicklung angestoßen und auf schulischer Ebene ermöglicht und erleichtert.
Ziel ist es, Lehrer:innen in ihrer Gestaltungskompetenz für mehr Klimaschutz zu stärken - dies geschieht durch konkrete Vorschläge für die Arbeit mit Schüler:innen im Unterricht. Partizipative Methoden der Beteiligung sollen die Schüler:innen empowern und den Lehrkräften Ideen geben, um die eigene Selbstwirksamkeit, aber auch die der Schüler:innen zu steigern.
Die zentrale Kernbotschaft lautet: ein Klimaschutzprojekt an der Schule ist wesentlich für die strukturelle Verankerung von Bildung für nachhaltige Entwicklung im Schulalltag. Der Leitfaden gibt Anregungen für die Unterrichtsgestaltung, Anregungen für die Entwicklung eines Klimaschutzleitbildes, Hinweise für das Gebäudemanagement und Ideen zur Einbindung des schulischen Umfelds.
Städte und damit auch ihre Straßen wurden in den vergangenen Jahrzehnten stark nach dem Leitbild einer autogerechten Stadt geplant. Heute besteht ein weitgehender Konsens darüber, dass sich Städte bzw. Straßen wandeln müssen, um sich an die Folgen des Klimawandels anzupassen, und dass die Verkehrswende nur mit angepassten städtischen Verkehrsinfrastrukturen, die aktive Mobilitätsformen fördern, gelingen kann. Dennoch kommt es bei konkreten Projekten vor Ort häufig zu gesellschaftlichen und politischen Widerständen. Vor diesem Hintergrund beschreibt dieser Beitrag einen dreistufigen kollaborativen Beteiligungs- und Planungsprozess mit der Zivilgesellschaft, der Stadtverwaltung und der Kommunalpolitik für den Umbau einer Quartiersstraße in Dortmund. Ziel des Prozesses war es, die Zieldimensionen Verkehrswende, Aufenthaltsqualität und Klimaresilienz (blau-grüne Infrastrukturen) integriert zu betrachten, um eine gleichermaßen ambitionierte wie gesellschaftlich tragfähige Planung zu entwickeln. Der Beitrag beschreibt die empirischen Arbeiten und Befunde, stellt dar, wie die Rückmeldungen aus dem Beteiligungs- und Planungsprozess in die Planungsentwürfe integriert wurden, und reflektiert den Einsatz von Visualisierungen und Straßenexperimenten als Instrumente für eine kollaborative Planung.
Innovative Finanzierungskonzepte wie Solar und Spar-Bürgercontracting belegen, dass ein riesiges Einsparpotenzial an Schulen wirtschaftlich erschlossen werden könnte. Doch bislang passiert zu wenig, um dieses auch zu nutzen. Das Projekt Schools4Future zeigt, wie Schulen eigenständig eine CO2-Bilanz erstellen können, um nicht nur eigene Klimaschutzmaßnahmen umzusetzen, sondern auch, um der Politik zu zeigen, wo dringender Handlungsbedarf besteht.
Angesichts von Extremwetterereignissen, Klimaprognosen und Bewegungen wie Fridays for Future lässt sich schwer leugnen, dass ein Teil der Menschheit auf eine Weise lebt, die eine gut bewohnbare Welt höchst unwahrscheinlich macht. Städten wird in dieser Situation eine zentrale Rolle zugeschrieben. Sie können die Welt vor der Erderwärmung retten - oder sie sind die Ersten, die untergehen. Doch was genau wird getan, um Städte in Richtung Nachhaltigkeit zu transformieren? Britta Acksel nimmt Aktionspläne, Klimafestivals, Awards und weitere Transformationsinstrumente in den Blick. Ethnographisch fundiert zeigt sie auf, wie sich die Arbeit mit dieser speziellen Form von Policy-Werkzeugen gestaltet - und welche Bemühungen besonders aussichtsreich erscheinen.
Populäre Irrtümer beim Klimaschutz : was bringen Ökostrom, Kompensation und Baumpflanzaktionen?
(2024)
Die Schul-CO2-Bilanz
(2024)
Die schnelle und umfassende Emissionsminderung in der Energie- und Kreislaufwirtschaft ist der Schlüssel für die Begrenzung der Erderwärmung auf unter 2 °C. In Deutschland werden entsprechende Politiken seit den 1990er-Jahren verfolgt, allerdings erst in jüngster Vergangenheit mit dem notwendigen Nachdruck und der notwendigen Orientierung hin zu mehr Marktmechanismen. Wesentliche Handlungsfelder sind Energieeinsparung und erhöhte Energieeffizienz, Umstieg auf erneuerbare Energien, Bepreisung von Klimagasen sowie eine Reduzierung und Schließung der Stoffkreisläufe. In allen Handlungsfeldern sind Grundlagen geschaffen, es bleibt jedoch der Großteil des Weges noch zu gehen, um Klimaneutralität zu erreichen. Für einen schnellen Fortschritt spielen neben der Überwindung der technischen, ökonomischen und organisatorischen Herausforderungen auch Verteilungsfragen und die Einbettung in internationale Maßnahmen eine zunehmende Rolle.
Deutschlands Haushalte werden, zu Beheizungszwecken, zu 70 % leitungsgebunden versorgt: 50 % mit Erdgas und 14 % mit Fernwärme; 5 % mit Elektrizität, davon je die Hälfte noch mit Nachtspeicherheizung, die andere Hälfte mit Wärmepumpen. So war es 2021. So wird es in Zukunft nicht sein, denn Erdgas ist ein Energieträger fossiler Herkunft. Dessen Nutzung geht in den nächsten beiden Jahrzehnten gen Null. Die Frage ist, was das für die Erdgasleitungen in Deutschland bedeutet.
Direct air capture (DAC) combined with subsequent storage (DACCS) is discussed as one promising carbon dioxide removal option. The aim of this paper is to analyse and comparatively classify the resource consumption (land use, renewable energy and water) and costs of possible DAC implementation pathways for Germany. The paths are based on a selected, existing climate neutrality scenario that requires the removal of 20 Mt of carbon dioxide (CO2) per year by DACCS from 2045. The analysis focuses on the so-called "low-temperature" DAC process, which might be more advantageous for Germany than the "high-temperature" one. In four case studies, we examine potential sites in northern, central and southern Germany, thereby using the most suitable renewable energies for electricity and heat generation. We show that the deployment of DAC results in large-scale land use and high energy needs. The land use in the range of 167-353 km2 results mainly from the area required for renewable energy generation. The total electrical energy demand of 14.4 TWh per year, of which 46% is needed to operate heat pumps to supply the heat demand of the DAC process, corresponds to around 1.4% of Germany's envisaged electricity demand in 2045. 20 Mt of water are provided yearly, corresponding to 40% of the city of Cologne's water demand (1.1 million inhabitants). The capture of CO2 (DAC) incurs levelised costs of 125-138 EUR per tonne of CO2, whereby the provision of the required energy via photovoltaics in southern Germany represents the lowest value of the four case studies. This does not include the costs associated with balancing its volatility. Taking into account transporting the CO2 via pipeline to the port of Wilhelmshaven, followed by transporting and sequestering the CO2 in geological storage sites in the Norwegian North Sea (DACCS), the levelised costs increase to 161-176 EUR/tCO2. Due to the longer transport distances from southern and central Germany, a northern German site using wind turbines would be the most favourable.
This paper examines the current and prospective greenhouse gas (GHG) emissions of e-fuels produced via electrolysis and Fischer-Tropsch synthesis (FTS) for the years 2021, 2030, and 2050 for use in Germany. The GHG emissions are determined by a scenario approach as a combination of a literature-based top-down and bottom-up approach. Considered process steps are the provision of feedstocks, electrolysis (via solid oxide co-electrolysis; SOEC), synthesis (via Fischer-Tropsch synthesis; FTS), e-crude refining, eventual transport to, and use in Germany. The results indicate that the current GHG emissions for e-fuel production in the exemplary export countries Saudi Arabia and Chile are above those of conventional fuels. Scenarios for the production in Germany lead to current GHG emissions of 2.78-3.47 kgCO2-eq/L e-fuel in 2021 as the reference year and 0.064-0.082 kgCO2-eq/L e-fuel in 2050. With a share of 58-96%, according to the respective scenario, the electrolysis is the main determinant of the GHG emissions in the production process. The use of additional renewable energy during the production process in combination with direct air capture (DAC) are the main leverages to reduce GHG emissions.
The petrochemical industry is among the most relevant sectors from an economic, energetic and climate policy perspective. In Western Europe, production occurs in local chemical parks that form strongly connected and densely integrated regional clusters. This paper analyzes the structural characteristics of the petrochemical system in Germany and investigates three particularly distinct clusters regarding their challenges and chances for a transition towards climate-neutrality. For this, feedstock and energy supply, product portfolios and process integration as well as existing transformation activities are examined. We find that depending on their distinct network characteristics and location, unique and complex strategies are to be mastered for every cluster. Despite the many activities underway, none of them seems to have a strategic network to co-create a tailored defossilization strategy for the cluster - which is the core recommendation of this paper to develop.
Demand-side mitigation strategies have been gaining momentum in climate change mitigation research. Still, the impact of different approaches in passenger transport, one of the largest energy demand sectors, remains unclear. We couple a transport simulation model to an energy system optimisation model, both highly disintegrated in order to compare those impacts. Our scenarios are created for the case of Germany in an interdisciplinary, qualitative-quantitative research design, going beyond techno-economic assumptions, and cover Avoid, Shift, and Improve strategies, as well as their combination. The results show that sufficiency - Avoid and Shift strategies - have the same impact as the improvement of propulsion technologies (i.e. efficiency), which is reduction of generation capacities by one quarter. This lowers energy system transformation cost accordingly, but requires different kinds of investments: Sufficiency measures require public investment for high-quality public services, while efficiency measures require individuals to purchase more expensive vehicles at their own cost. These results raise socio-political questions of system design and well-being. However, all strategies are required to unleash the full potential of climate change mitigation.
The establishment of the Leveraging a Climate-neutral Society–strategic Research Network (LCS–RNet) (then named the International Research Network for Low Carbon Societies) was proposed at the Group of Eight (G8) Environment Ministers’ Meeting in 2008. Its 12th annual meeting in December 2021 focused on the discussion on how to transition into a just and sustainable society and how to reduce the risks associated with the transition. This requires comprehensive studies including on the concept of transition, pathways to net-zero societies and how to realise the pathways by collaborating with various stakeholders. This Special Feature provides new insights into sustainability science by linking the scientific knowledge with practical science for the transition through the exploration of studies presented at the annual meeting. Following the opening paper, "A challenge for sustainability science: can we halt climate change?", a wide range of topics were discussed, including practices for sustainable transformation in the Erasmus University, practices in industry, energy transition and international cooperation.
Familie und Generationen
(2023)
Der Übergang zu einer nachhaltigen Gesellschaft ist eng mit der Neuausrichtung des gegenwärtigen Wirtschaftssystems verknüpft. Ein alternatives Wirtschaftsmodell ist die sogenannte Kreislaufwirtschaft, die vom Gedanken geleitet wird, Produkte, Materialien und Rohstoffe so lange wie möglich in hochwertiger Form zu nutzen und so Stoffkreisläufe zu erzeugen. Diese Wirtschaftsform ist von enger Kooperation und Informationsaustausch zwischen Unternehmen geprägt: Über bestehende Handelsbeziehungen hinaus müssen Unternehmen gemeinsame Infrastrukturen, Datensysteme und Wertschöpfungsketten aufbauen, die Klima- und Umweltschutz möglichst effektiv fördern und den Übergang zu einem zirkulären Ökosystem ermöglichen. Unternehmerische Kooperationen können jedoch sowohl kartellrechtlich als auch aus Sicht von Nachhaltigkeit problematisch sein - dies lässt sich mit der Gefahr des Lock-Ins nicht-nachhaltiger Geschäftsmodelle oder des Greenwashings erklären. Hierdurch könnte die Verwirklichung einer Kreislaufwirtschaft erschwert werden. Es stellt sich somit die Frage, unter welchen Voraussetzungen unternehmerische Kooperationen zum Zwecke der Förderung von Nachhaltigkeit bzw. Kreislaufwirtschaft unbedenklich sein können. In den letzten Jahren haben sich Kartellbehörden intensiver mit dem Spannungsverhältnis zwischen Kartellrecht und Nachhaltigkeit beschäftigt. Dabei haben sie unter anderem Art. 101 AEUV näher beleuchtet, Leitlinien angepasst und insgesamt versucht, Aspekte von Nachhaltigkeit in kartellrechtliche Prüfungen zu integrieren. Beispielsweise haben die Europäische Kommission, das deutsche Bundeskartellamt, die niederländische Autoriteit Consument & Markt oder die griechische Hellenic Competition Commission bereits Ansätze eruiert und weisen z.T. einschlägige Entscheidungspraxis auf. Besondere Schwierigkeiten bereiten dabei die effektive Verortung ökologischer Vorteile in kartellrechtlichen Prüfungen, ihre Erfassung als Effizienzvorteil im kartellrechtlichen Sinne, die Beteiligung von Verbraucher*innen an diesen Effizienzvorteilen sowie die Quantifizierung ökologischer Vorteile. Die bestehende kartellrechtliche Regulatorik muss der Berücksichtigung von Aspekten der Nachhaltigkeit nicht zwingend im Wege stehen - vielmehr bietet der bestehende kartellrechtliche Rahmen durchaus die Möglichkeit, Aspekte von Nachhaltigkeit zu integrieren. Neue Impulse weisen eine Tendenz dahingehend auf, Aspekten von Nachhaltigkeit im Rahmen der Rechtfertigung eine wichtigere Stellung einzuräumen, sodass unternehmerische Kooperationen teilweise erleichtert werden können.
Die große Herausforderung der Industrietransformation ist von besonderer Bedeutung für Nordrhein-Westfalen als eine der wichtigsten Industrieregionen Deutschlands und Europas, in der etwa die Hälfte der Anlagen der energieintensiven Grundstoffindustrie Deutschlands verortet sind und in der die industrielle Produktion wirtschaftlich eine besonders große Rolle spielt. Gleichzeitig kann eine gelingende Transformation der Industrie in NRW als Blaupause für andere Regionen dienen. Der vorliegende Bericht stellt die Ergebnisse des Forschungsprojekts SCI4climate.NRW 2018-2022 dar, welches die Industrietransformation in NRW wissenschaftlich begleitet und untersucht hat.
Die Akzeptanz von grünem Wasserstoff in Nordrhein-Westfalen : Status quo und Handlungsempfehlungen
(2023)
Nordrhein-Westfalen (NRW) ist Heimat energieintensiver Industrien wie der Stahl- und Chemieindustrie. Künftig wird grüner Wasserstoff notwendig sein, damit die Industrie in NRW Klimaneutralität erreichen kann. Die Herausforderungen hierbei sind jedoch vielfältig - auch wenn die Akzeptanz für grünen Wasserstoff sowohl in der Gesellschaft als auch bei unmittelbar beteiligten Akteursgruppen hoch ist. Die Autor*innen fassen in diesem In Brief die Ergebnisse von zwei durchgeführten Akzeptanzstudien zu grünem Wasserstoff in NRW zusammen und diskutieren, welche Handlungsempfehlungen sich daraus ergeben.
Akzeptanz von industriellem CCS in Nordrhein-Westfalen : Empfehlungen für Politik und Industrie
(2023)
Für die Landesregierung Nordrhein-Westfalen (NRW) ist die industriell genutzte Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (engl. industrial carbon capture and storage, kurz iCCS) ein zentraler Baustein für den Übergang zu einer klimaneutralen Industrie bis 2045. Dafür braucht es aber eine breite gesellschaftliche Akzeptanz - zumal Pläne zur CO2-Abscheidung bei Kohlekraftwerken vor über zehn Jahren schon einmal an mangelnder gesellschaftlicher Akzeptanz gescheitert sind. In diesem In Brief haben die Autor*innen die Ergebnisse von zwei durchgeführten Akzeptanzstudien zu iCCS in NRW zusammengefasst und diskutieren, welche Handlungsempfehlungen sich daraus ergeben.
Das Bundesministerium für Wissenschaft und Klimaschutz (BMWK) möchte innovationsfreundliche Rahmenbedingungen für Reallabore schaffen. Im Sommer 2023 hat es dazu ein Grünbuch Reallabore veröffentlicht und einen Konsultationsprozess für ein Reallabore-Gesetz eingeleitet. Das Netzwerk Reallabore der Nachhaltigkeit begrüßt die Initiative, sieht aber zugleich erheblichen Gestaltungsbedarf. Die NaWis-Mitglieder unterstützen die hier vorgestellte Position des Netzwerks.