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Reaching net-zero in the chemical industry : a study of roadmaps for industrial decarbonisation
(2024)
Striving to mitigate climate change, the European Union has adopted net-zero greenhouse gas emissions as a target for 2050. In this paper, European chemical industry roadmaps from the past six years are assessed and compared to uncover how the industry envisions its role in the transition to net-zero emissions. The roadmaps are assessed in terms of ambition level, technology and feedstock strategies, investment needs and costs, agency and dependency on other actors, as well as timeline and concretion. Although net-zero pathways are often drawn out in the roadmaps, some also choose to emphasize and argue for less ambitious pathways with emission reductions of only 40-60 %. The roadmaps vary widely in terms of the importance they assign to mechanical and chemical recycling, switching to biogenic carbon and carbon dioxide as feedstock, electrification and hydrogen, and carbon capture and storage. A commonality though, is that low-tech or near-term mitigation pathways such as demand reduction, reuse or material efficiency are seldom included. High investment needs are generally highlighted, as well as the need for policy to create enabling conditions, whereas the agency and responsibility of the chemical industry itself is downplayed. Our analysis highlights that the chemical industry does not yet have a strong and shared vision for pathways to net-zero emissions. We conclude that such a future vision would benefit from taking a whole value chain approach including demand-side options and consideration of scope 3 emissions.
Green hydrogen and synthetic fuels are increasingly recognized as a key strategic element for the progress of the global energy transition. The Middle East and North Africa (MENA) region, with its large wind and solar potential, is well positioned to generate renewable energy at low cost for the production of green hydrogen and synthetic fuels, and is therefore considered as a potential future producer and exporter. Yet, while solar and wind energy potentials are essential, other factors are expected to play an equally important role for the development of green hydrogen and synthetic fuels (export) sectors. This includes, in particular, adequate industrial capacities and infrastructures. These preconditions vary from country to country, and while they have been often mentioned in the discussion on green hydrogen exports, they have only been examined to a limited extent. This paper employs a case study approach to assess the existing infrastructural and industrial conditions in Jordan, Morocco, and Oman for the development of a green hydrogen and downstream synthetic fuel (export) sector.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Die Herstellung petrochemischer Grundstoffe ist sowohl energetisch als auch stofflich in Deutschland für rund 20 % der Nachfrage nach Mineralölprodukten verantwortlich. Das Gros fließt in die Produktion von Olefinen und Aromaten, welche als sogenannte Plattformchemikalien wiederum die Ausgangsbasis für die Herstellung von Polymeren und Kunststoffen darstellen. Letztgenannte sind von größter Relevanz für die Branche: Von den knapp 60 Milliarden Euro Umsatz, welche die deutsche petrochemische Industrie im Jahr 2021 generierte, entfiel gut die Hälfte auf das Marktsegment der Polymere. Daraus resultieren jedoch über die gesamte Wertschöpfungskette CO2-Emissionen von rund 50 Millionen Tonnen jährlich.
Eine Transformation der heutigen auf fossilen Rohstoffen basierenden petrochemischen Industrie hin zu einem auf erneuerbaren Rohstoffen basierenden zirkulären System kann somit einen bedeutenden Beitrag zu einer primärenergetisch effizienten und klimaneutralen Wirtschaftsweise leisten. Das vom Wuppertal Institut geleitete Forschungsprojekt GreenFeed exploriert gemeinsam mit den Verbundpartnern Karlsruher Institut für Technologie und Deutsches Biomasseforschungszentrum mögliche Pfade hin zu einem solchen System.
Vor diesem Hintergrund wird im vorliegenden Papier zunächst das heutige System der ökonomischen und stofflichen Synergiebeziehungen zwischen den Raffinerien und der chemischen Industrie analysiert. Im geografischen Fokus stehen dabei Deutschland und der ARRRA-Raum als bedeutendste Chemie-Region innerhalb Europas sowie inhaltlich der sehr relevante Teilbereich der Polymer-Produktion. Die Kerninhalte des Papiers sind:
1) Charakterisierung des petrochemischen Metabolismus in Deutschland, einschließlich Produktions-, Energie-, Feedstock- und Kohlenstoffbilanz sowie Infrastruktur- und Transport-Verflechtungen innerhalb dieses Systems und
2) regionale Vertiefungen in Form von insgesamt acht Steckbriefen über alle petrochemischen Kunststoff-Regionen in Deutschland sowie des Antwerpener und Rotterdamer Clusters.
In the energy sector, few topics, if any, are more hyped than hydrogen. Countries develop hydrogen strategies to provide a perspective for hydrogen production and use in order to meet climate-neutrality goals. However, in this topical field the role of water is less accentuated. Hence, in this study, we seek to map the interrelations between the water and wastewater sector on the one hand and the hydrogen sector on the other hand, before reflecting upon our findings in a country case study. We chose the Hashemite Kingdom of Jordan because (i) hydrogen is politically discussed not least due to its high potentials for solar PV, and (ii) Jordan is water stressed - definitely a bad precondition for water-splitting electrolyzers. This research is based on a project called the German-Jordanian Water-Hydrogen-Dialogue (GJWHD), which started with comprehensive desk research mostly to map the intersectoral relations and to scope the situation in Jordan. Then, we carried out two expert workshops in Wuppertal, Germany, and Amman, Jordan, in order to further discuss the nexus by inviting a diverse set of stakeholders. The mapping exercise shows various options for hydrogen production and opportunities for planning hydrogen projects in water-scarce contexts such as Jordan.
Do ngân sách các-bon còn lại trên toàn thế giới đang giảm nhanh chóng, các quốc gia trên toàn cầu đang tìm kiếm các giải pháp để hạn chế phát thải khí nhà kính. Ngành công nghiệp sản xuất và sử dụng than là một trong những ngành phát thải nhiều các-bon nhất, do vậy, các khu vực khai thác than sẽ bị ảnh hưởng đặc biệt bởi quá trình chuyển đổi sang hệ thống năng lượng và kinh tế trung hòa với khí hậu. Tại các khu vực thực hiện chuyển đổi, những thách thức không chỉ tồn tại trong lĩnh vực sản xuất năng lượng, bảo vệ môi trường, mà còn ở các lĩnh vực kinh tế và xã hội - thường được biết đến với khái niệm "Chuyển đổi Công bằng". Các cấp ra quyết định ở các khu vực khai thác than rất cần có các công cụ hỗ trợ giúp họ xác định các giải pháp chuyển đổi, vừa giúp đa dạng hóa nền kinh tế, vừa hỗ trợ người lao động và cộng đồng địa phương. Viện Wuppertal mong muốn hỗ trợ nâng cao năng lực cho các khu vực khai thác than trên toàn thế giới thông qua Bộ công cụ Chuyển dịch Công bằng – một tài liệu tổng quát, minh họa những thách thức và cơ hội của quá trình chuyển đổi bền vững. Bộ Công cụ này bao gồm kiến thức về xây dựng chiến lược, đưa ra các khuyến nghị về quản trị quá trình chuyển đổi, thúc đẩy việc làm bền vững, nêu bật các lựa chọn công nghệ và đề cập tới vấn đề phục hồi môi trường, tái sử dụng các cơ sở hạ tầng sản xuất than. Bộ Công cụ này được xây dựng dựa trên các nghiên cứu của Viện Wuppertal trong khuôn khổ “Sáng kiến của Liên Minh Châu Âu về chuyển dịch tại các khu vực khai thác than” và các kinh nghiệm thực tế của một số khu vực khai thác than trên toàn thế giới.
Wo werden zukünftig grüner Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe produziert? Zu welchen Kosten können diese erzeugt werden? Und welchen Anteil hätte eine heimische Produktion daran? Die Ergebnisse der Studie MENA-Fuels zeigen, dass im Nahen Osten und Nordafrika langfristig sehr große kostengünstige Potenziale für grünen Strom, Wasserstoff und Synfuels bestehen. Die Berücksichtigung von Investitionsrisiken hat jedoch einen signifikanten Einfluss auf deren Kosten und damit auf die Wahl der potenziellen Exportländer.
Der Gebäudebereich steht nicht nur aufgrund seiner Umweltwirkungen vor großen Herausforderungen. Bei der Einhaltung der Klima- und Nachhaltigkeitsziele spielen auch die mit langen Lebens- und Nutzungsdauern von Gebäuden einhergehenden Investitionszyklen eine entscheidende Rolle. Politische und planerische Maßnahmen werden bislang hauptsächlich im Rahmen von Effizienz- und Konsistenzstrategien entwickelt und umgesetzt, um Umweltwirkungen zu minimieren. Die Suffizienzstrategie erfährt im Vergleich dazu eine deutlich geringere Aufmerksamkeit. Ziel dieses Vorhabens ist es deshalb, Suffizienz für den Gebäudebereich zu definieren, geeignete technische und organisatorische Ansätze zu ihrer Unterstützung zu identifizieren sowie Vorschläge zu ihrer Verankerung in politischen und rechtlichen Rahmenbedingungen und Instrumenten zu erarbeiten und exemplarisch darzustellen.
Exnovation und Verkehrswende : vom Automobilitätsregime zu einer nachhaltigen urbanen Mobilität
(2023)
Der Verkehrssektor ist das Sorgenkind beim Klimaschutz. Um die Klimaschutzziele zu erreichen, sind ein rascher und tiefgreifender Wandel beim Verkehr und insgesamt weniger Autoverkehr nötig. In der Verkehrspolitik werden dazu meist innovationsorientierte Strategien verfolgt. Solange das Auto aber seinen privilegierten Status als bevorzugtes Verkehrsmittel behält, wird eine Verlagerung auf innovative und nachhaltige Alternativen verhindert.
Alina Wetzchewald untersucht hier, ob und wie "Exnovation" - also die Beendigung nichtnachhaltiger Praktiken - eine urbane Verkehrswende befördern kann, sodass sich nachhaltige Innovationen und Alternativen in der Folge besser etablieren können. Die Autorin begründet die Notwendigkeit von Exnovation, erarbeitet theoriebasiert Erklärungsansätze und untersucht Exnovation am Fall der Stadt Oslo. Im Ergebnis kann sie konkrete Empfehlungen zur aktiven Gestaltung der urbanen Verkehrswende durch Exnovation ableiten.
Nigeria is Africa's top cement producer and could be on course to be one of the top producers globally. The goal of this study is to identify and critically examine the pathways available to Nigeria to meet its decarbonisation goals in the cement sector. Based on a literature review, the study assesses demand drivers and decarbonisation potentials for the sector. It then presents two different quantitative pathways for growth in production of cement by 2050, and three different pathways for decarbonisation of the sector. Using published data and a scenario analysis tool, the study calculates how the sector's emissions might evolve under each of these pathways. The results indicate that, in the most ambitious scenario, emissions from the sector can plateau by the late 2030s, resulting in an overall increase of 21% by 2050 (compared to 2015 levels). Achieving this scenario is necessary in order to put the sector on a path to net zero emissions beyond 2050. The scenario is driven by reductions in both energy-related and process emissions, as well as a small share of carbon capture and storage and demand management. A moderately ambitious scenario that relies mostly on savings on energy-related emissions results in an 84% increase in emissions by 2050. Finally, the Business-as-Usual scenario results in an almost tripling of emissions by 2050. The results indicate a strong potential for policies to drive improvements in energy efficiency and clinker-to-cement ratio. Critical areas of uncertainty within the assumptions include the production rates (including the evolution of the export market) and the fuel mix.
Auch in der Zukunft wird Getreide ein wichtiges Grundnahrungsmittel sein. Umso wichtiger ist nachhaltiges Handeln im Alltag der Berufe rund um das Korn. Der Modellversuch Korn-Scout leistet einen Beitrag dazu, Nachhaltigkeit in die Ausbildungen von Bäckerinnen und Bäckern, Brauerinnen und Brauern, Mälzerinnen und Mälzern, Konditorinnen und Konditoren, Fachkräften für Lebensmitteltechnik sowie Verfahrenstechnologinnen und Verfahrenstechnologen Mühlen- und Getreidewirtschaft zu integrieren. Gemeinsam mit Praxispartnerinnen und -partnern wurden im Modellversuch Lehr-/Lernmaterialien entwickelt und erprobt sowie Kompetenzen identifiziert, die die Nachhaltigkeit der Korn-Berufe stärken. Dabei zeigt sich: Kommunikation entlang der Wertschöpfungskette ist ein zentraler Gelingensfaktor für nachhaltiges Handeln und eine nachhaltige Entscheidungsfindung.
22 years are left until the German target for climate neutrality should be reached. For the industrial sector, this implies a fundamental change and an acceleration of emission reduction, as from 2000 to 2021 the sector has reduced its greenhouse gas (GHG) emissions by only 13% (ERK, 2022). For the large structures, plants and assets that are characteristic for the energy intensive industrial sectors, the timespan implies no room for delay. One sector facing particular challenges is the chemical industry. Here, fossil resources are used not only for energetic purposes but for feedstock as well, in the petrochemical industry in particular. The efforts made in the petrochemical sector thereby not only affects the sectors own emissions, but the chemicals value chain at large, including the management of end-of-life products. The dependency on energetic resources for material use also means that there is a particular connection from the chemical industry to the energy system at large, which also entails special consideration.
The chemical industry also has a particular relevance to the Antwerp-Rotterdam-Rhine-Ruhr-Area (ARRRA) which hosts several large petrochemical clusters in Germany as well as the Netherlands and Belgium, with complexly interlinked production chains. In reaching the climate targets, these regions especially face significant changes and may have the opportunity to position themselves as frontrunners for industrial transformation. That is, if a successful strategy can be found.
In the recent years, numerous scenario analyses and roadmaps have been released drawing out pathways for chemical industries to develop in line with national and international climate targets. This can entail mapping of technological options, important prerequisites, particular challenges as well as important opportunities and timeframes. This meta-analysis summarizes and compares the findings of some of the most recent previous works at the national, European and global level. As the goal is to investigate the various strategic options and development paths for Germany and the ARRRA, it has a particular focus on roadmaps for Germany, the Netherlands and Belgium. It takes a quantitative as well as qualitative approach, looking both at resource and production volumes, different emission reduction strategies relative importance, as well as policy recommendations and other important framework conditions. A particular focus is put on the use of non-fossil feedstocks to reduce emissions.
Die chemische Industrie ist auch für die Antwerpen-Rotterdam-Rhein-Ruhr-Region (engl. Antwerp-Rotterdam-Rhine-Ruhr-Area, kurz ARRRA) von besonderer Bedeutung, die mehrere große petrochemische Cluster in Deutschland, den Niederlanden und Belgien mit komplex vernetzten Produktionsketten beherbergt. Bei der Umsetzung der Klimaziele stehen diese Regionen vor bedeutenden Veränderungen und haben zugleich die Chance, sich als Vorreiter der Industrietransformation zu positionieren. Dafür müssen erfolgreiche Strategien für den Wandel identifiziert und angewendet werden.
In den letzten Jahren wurden zahlreiche Szenarioanalysen und Roadmaps veröffentlicht, in denen Entwicklungspfade für die chemische Industrie im Einklang mit nationalen und internationalen Klimazielen aufgezeigt werden. Diese können eine Darstellung von technologischen Optionen, wichtigen Voraussetzungen, besonderen Herausforderungen sowie bedeutsamen Chancen und zeitlichen Entwicklungen beinhalten. Die vorliegende Metaanalyse fasst die Ergebnisse einige der aktuellsten Arbeiten auf nationaler, europäischer und globaler Ebene zusammen und vergleicht diese kritisch miteinander. Da das Kernziel der vorliegenden Analyse darin besteht, die verschiedenen strategischen Optionen und Entwicklungspfade für Deutschland und die ARRRA zu untersuchen, liegt der Schwerpunkt der Arbeit auf Publikationen mit Fokus Deutschland, den Niederlanden und Belgien. Dabei wird sowohl ein quantitativer als auch ein qualitativer Ansatz verfolgt, der die Ressourcen- und Produktionsmengen, die relative Bedeutung verschiedener Emissionsminderungsstrategien sowie auch politische Empfehlungen und andere wichtige Rahmenbedingungen berücksichtigt. Der Fokus liegt dabei auf Strategien für den Einsatz alternativer nicht-fossiler Feedstocks und die Minderung damit verbundener Emissionen.
Transformative Forschung hat einen klaren normativen Transformationsanspruch, jedoch ist dieser oftmals weder einfach umzusetzen noch zu evaluieren. Denn auch in der Forschung muss die Komplexität der Transformation berücksichtigt werden. In der Nachwuchsgruppe UrbanUp wurden im Reallabor Wuppertal gemeinsam mit der Praxis Interventionen durchgeführt, die hier exemplarisch beschrieben werden und in denen Wissen über die Verstetigung von Nachhaltigkeitsnischen generiert werden sollte. Dabei wurden verschiedene Frei- und Lernräume geschaffen, die den Transformationsanspruch der Nachwuchsgruppe bilden.
To date, the circular economy has fallen short of its promise to reduce our resource demand and transform our production and consumption system. One key problem is the lack of understanding that highly promising strategies such as refuse, rethink, and reduce can be properly addressed using research on sufficiency. This article argues that a shift in focus is required in research and policy development from consumers who buy and handle circularly designed products to consumption patterns that follow the logic of sufficiency and explain how sufficiency-oriented concepts can be incorporated into existing social practices. The authors show that sufficiency is not necessarily as radical and unattractive as is often claimed, making it a suitable yet underrated strategy for sustainability and the transition to an effective circular economy. The case of urban gardening shows that small interventions can have far-reaching effects and transform consumption patterns as the logic of availability is contested by newly developed concepts of "enoughness" and opposition to "über-availability." The authors propose utilizing comprehensive state-of-the-art theories of consumption and human action when developing strategies and policies to make the circular economy sustainable while being more critical of utilitarian approaches. Using social practice theories that have proven to be beneficial allows human actions to be comprehensively analyzed by recognizing their embeddedness in social and material frameworks; addressing the meaning, competences, and materials of routinized human behavior; and examining indirect effects.
The Digital Product Passport (DPP) is a concept for collecting and sharing product-related information along the life cycle of a product. DPPs are currently the subject of intense discussion, and various development efforts are being undertaken. These are supported by regulatory activities, especially in the case of the battery passport. The aggregation of product life-cycle data and their respective use, as well as the sharing of these data between companies, entrepreneurs, and other actors in the value chain, is crucial for the creation of a resource-efficient circular economy. Despite the urgent need for such a solution, there is currently little attention given to the digital infrastructure for the creation and handling of the DPPs (i.e., the so-called DPP system). Moreover, there is so far no common understanding of what the requirements for a DPP system are. This is the background and underlying motivation of our paper: we identify the requirements for a DPP system in a structured way, i.e., based on stakeholder involvement and current literature from science and industry. In addition, we compose, categorize, and critically analyze the results, i.e., the list of requirements for DPP systems, in order to identify gaps. Summarized, our research provides insights into the criteria to be considered in the creation of an actual DPP system.
Die Bundesregierung verfolgt das ambitionierte Ziel einer Beschleunigung des Ausbaus der erneuerbaren Energien auf 80 % bis 2030 bzw. einer nahezu vollständig erneuerbaren Stromversorgung 2035. Im Zuge der avisierten Elektrifizierung anderer Sektoren wie Wärme und Mobilität im Rahmen der Sektorenkopplung nimmt die Bedeutung des Stromsektors weiter zu. Angesichts der aktuellen geopolitischen Umwälzungen und den sich abzeichnenden Knappheiten für fossiles Gas wird in einer Kurzstudie evaluiert, welchen Platz Biogas in einem langfristig zukunftsfähigen Energiesystem einnehmen kann.
The EU Horizon 2020 project HiEff-BioPower (grant agreement No 727330, duration: 10/2016 - 09/2021) aimed at the development of a new, innovative, fuel flexible and highly efficient biomass CHP technology for a capacity range of 1 to 10 MW total energy output, suitable e.g. for on-site generation at larger residential apartment buildings or local heat grids. The new technology shall define a new milestone in terms of CHP efficiency and contribute to a sustainable energy supply based on renewable energies using otherwise unused residual biomass. It consists of a fuel-flexible updraft gasification technology with ultra-low particulate matter emissions, an integrated gas cleaning system and a solid oxide fuel cell (SOFC). The technology shall be applicable for a wide fuel spectrum for residual biomass (wood pellets, wood chips or selected agricultural fuels like agro-pellets) and achieve high gross electric (40%) and overall (90%) efficiencies as well as almost zero gaseous and particulate matter (PM) emissions (close or below the level of detection) as non-energy benefits. At the end of the project, final technology data has become available, as well as techno-economic analyses and market studies. Based on this data, this paper presents final results from the environmental impact assessment of the new HiEff-BioPower technology.
Die Kaskadennutzung von hochwertigen Materialien wie hochlegierten Metallen, also die Weiternutzung von Werkstoffen mittels Re-engineering beziehungsweise Reuse oder Re-manufacturing von Bauteilen oder Materialien, birgt in Kombination mit integrierten innovativen Produkt-Dienstleistungsmodellen ein hohes Potenzial für Ressourcenschonung und Klimaschutz. Denn über diesen Ansatz können hochwertige Materialien, die meist energieintensive Fertigungsverfahren unterlaufen, länger in der Nutzung gehalten werden. So kann der Zeitpunkt des Recyclings verzögert werden, welches insbesondere bei hochwertigen Materialien meist zu Qualitätsverlusten führt. Auf diese Weise kann der Bedarf an der Primärproduktion und entsprechend die ökologischen Wirkungen verringert werden. Gerade durch die regional hohe Dichte an produzierendem Gewerbe im metallbe- und -verarbeitenden Bereich bietet sich das Bergische Städtedreieck an für ein regional integriertes Ressourcenmanagement an.
Das Projekt RegRess trägt mit dazu bei, die Hürden zur Etablierung eines entsprechenden Ressourcenmanagements mit dem Fokus auf das Bergische Städtedreieck zu senken, um so ökonomische und ökologische Potenziale für die regionale Wirtschaft und Profilbildung der Unternehmen, insbesondere KMU, zu heben. Dieser Bericht dokumentiert die Ergebnisse einer Stakeholder-/Netzwerkanalyse von der regionalen bis zur nationalen Ebene als Basis für Kooperationen. Die Analyse identifiziert mittels Desktoprecherche 110 Netzwerke, von denen ca. 25 unmittelbar im Bergischen Städtedreieck tätig sind bzw. die Region abdecken. Darüber hinaus wird eine Methodik und deren Anwendung anhand von theoretischen Beispielen vorgestellt, um den ökologisch sinnvollen Einsatz von Kaskadennutzung aufzuzeigen und zu reflektieren. Die Methodik wurde auf die Beispiele der Kaskadennutzung ausgedienter Spiralbohrer sowie Kochtöpfe angewendet, wobei beide Beispiele tendenziell ökologische Einsparpotentiale aufweisen. Unter Vorbehalt einer detaillierteren Lebenszyklusanalyse wurden bei den Spiralbohrern bei einmaliger Kaskadierung Einsparungen in der Größenordnung von maximal 75 % beim Material Footprint und 60 % beim Carbon Footprint abgeschätzt. Aufgrund der aufwändigeren Form und höheren Reinigungsaufwänden liegen die Einsparungen beim Kochtopf geringer und wurden beim Material Footprint auf eine Größenordnung von maximal 26 % und beim Carbon Footprint von 25% geschätzt.
As the climate crisis is accelerating and the pressure to act is steadily increasing, many companies are claiming themselves or their products carbon neutral. This is usually achieved by offsetting residual emissions with carbon certificates (carbon offsetting). However, recent revelations about the inadequate quality of carbon credits and legal uncertainties surrounding the use of such offset claims are increasingly raising doubts about this approach.
This Wuppertal Report examines how the EU can promote integrity in corporate climate action. Taking into account the new framework of the Paris Agreement, the paper outlines various options for how the EU could push for more integrity and effectively combat greenwashing through the targeted use of Article 6 of the Paris Agreement.
In their recommendations, the authors advocate addressing the most serious consequences of ongoing offset practices through increased regulation of offset claims. If a ban on offset claims cannot be implemented, claims requirements and carbon offset regulations should be further specified, for example, by prohibiting any type of double counting of emissions reductions. In addition to tightening the rules for corporate offset claims within Europe, the EU could help partner countries make informed decisions when approving climate change mitigation measures and respective carbon credits. The report also emphasizes the EU's special role in international climate negotiations, where it should advocate for a strong legal framework for climate action under Article 6.
The rise of pedal-assisted bicycles (e-bikes) has the potential to contribute to reducing ubiquitous automobility and its negative externalities on the global climate, mobility justice and the quality of urban life. But what makes this new practice so successful in recruiting new practitioners? What policies can ensure that e-bikes are used in a wide range of situations, thus substituting as much car driving as possible - or even reducing the number of cars? The study focuses on commuting as this use case frequently entails the main obstacles to e-biking in daily routines (e.g., sweat, weather, transporting children or goods). The analysis is primarily based on interviews with practitioners and initially provides a thorough depiction of the practice elements (meanings, materials and competences) involved in e-bike commuting. It furthermore elicits key drivers of and barriers to daily e-bike commuting, points to a number of elements that are important to overcome these barriers and develops two tangible policy approaches to foster the substitution of e-biking for car driving.
Ca. 50 % des Endenergiebedarfes in Deutschland, wie auch im Mittel in Europa, sind Wärme. Die Energiewende kann also nur mit einer Wärmewende gelingen. Eine klimaneutrale Wärmeversorgung zeitnah zu erreichen muss daher wesentliches Ziel der Gesellschaft und der Politik der kommenden Jahre sein. Dies spiegelt sich auch in den Sektorenzielen der Bundesregierung wider: sowohl im Gebäudesektor als auch im Industriesektor werden deutliche Einsparungen der CO2-Emissionen erwartet, die wesentlich auf eine Umstellung der Wärmebereitstellung abzielen.
In Jahr 2022 kamen zu dieser bereits bekannten Zielsetzung aus klimapolitischer Sicht durch den Krieg in der Ukraine weitere wesentliche Aspekte hinzu: In der öffentlichen Diskussion dominierte das Thema "Versorgungssicherheit" in der Wärmeversorgung von Gebäuden und Industrie. Gleichzeitig wurde Erdgas als billige und ausreichend zur Verfügung stehende "Brückentechnologie" in Frage gestellt und die hohen fossilen Energiepreise rückten einige bisher oft als zu aufwändig betrachtete nachhaltige Technologien schlagartig mehr ins Zentrum der Lösungen.
Somit war 2022 das Jahr, in dem das Thema klimaneutrale Wärme bisher unbekannte Aufmerksamkeit erfuhr.
Kommunale Wärmetransformationsprojekte verfolgen verschiedene Ziele gleichzeitig. In der Regel soll die Transformation einen Beitrag leisten, um die Treibhausgasemissionen der Wärmeversorgung zu senken. Gleichzeitig stehen aber weitere Ziele, u. a. die Sozialverträglichkeit, Akzeptanz und wirtschaftliche Tragfähigkeit im Fokus der Akteure. Dabei muss eine einseitige Zieloptimierung vermieden werden. Darüber hinaus erscheint es sinnvoll, den Beitrag der jeweiligen Konzepte zu den Nachhaltigkeitszielen im Blick zu behalten.
Im Kontext kommunaler Wärmetransformationsprojekte geht es auf der Bedarfsseite darum, die Energieverbräuche für Raum- und Prozesswärme zu senken. Die Akteure auf Seiten der Abnehmer und Wärmenutzer:innen sind u. a. gewerbliche Unternehmen, die Wohnungswirtschaft, die öffentliche Hand und die Bewohner:innen.
Auf der Versorgungsseite muss die Wärmebereitstellung von fossilen Energieträgern umgestellt werden auf regenerative Energien, wie Bioenergie, Solarthermie, Geothermie, Umgebungswärme und industrielle Abwärme. Daher treten hier als Akteure der Wärmewende nicht mehr nur Energieversorgungsunternehmen, Stadtwerke und Kommunen, sondern bspw. auch Industrieunternehmen als Abwärmequellen und Selbsterzeuger auf.
Dieser Beitrag ordnet zunächst eine multikriterielle Nachhaltigkeitsbewertung in das Vorgehen kommunaler Wärmetransformationsprojekte ein. Anschließend werden Ansätze einer multikriteriellen Nachhaltigkeitsbewertung aus Projekten von FVEE- Mitgliedseinrichtungen dargestellt. Der dritte Abschnitt schließlich zeigt, wie diese in der Interaktion und Kommunikation mit den Akteuren genutzt werden können.
Transformation in der Industrie : Herausforderungen und Lösungen für erneuerbare Prozesswärme
(2023)
Der Beitrag stellt Ergebnisse aus der "AG Industrielle Prozesswärme" des Thinktanks IN4climate.NRW in Zusammenarbeit mit dem wissenschaftlichen Kompetenzzentrum Sci4Climate.NRW vor. Hier wurde in einem mehrjährigen Stakeholder-Prozess unter Einbindung von Wissenschaft, Politik und Unternehmen der energieintensiven Industrie in NRW ein Diskussionspapier entwickelt, welches in einem "Vier-Stufen- Modell" eine aus gesamtsystemischer Sicht optimale Vorgehensweise zur Dekarbonisierung bzw. Defossilisierung industrieller Prozesswärme aufzeigt. Flankierend werden über die Koautor:innen Technologie-Beispiele innerhalb des "Vier-Stufen-Modells" aufgezeigt.
Fernwärme (FW) spielt aufgrund ihres Potenzials zur effizienten Integration erneuerbarer Energien (EE) und Abwärme eine entscheidende Rolle für die Umsetzung der Wärmewende. Im Rahmen dieses Beitrags werden Herausforderungen, Maßnahmen und Trends sowie Projektbeispiele für die künftige Fernwärmeversorgung beleuchtet.
Es besteht Einvernehmen, dass die hohe Komplexität des Wärmesystems das zentrale Hindernis für die Wärmewende darstellt: Der Wärmebedarf im Industrie- und Gebäudesektor ist durch unterschiedliche Temperatur- und Nachfrageprofile aber auch durch verschiedene Geschäftsmodelle gekennzeichnet. Im Gebäudebereich sind darüber hinaus auch die vielfältigen Erwartungen und Präferenzen der Millionen von Investoren und Nutzern entscheidend, die über rein techno-ökonomische Überlegungen hinausgehen. Diese Systemkomplexität erschwert die Entwicklung von Strategien im Wärmesektor und hemmt unter anderem auch die Möglichkeiten für Technologieentwickler das Marktpotenzial ihrer Innovationen einzuschätzen.
Fragen der Akzeptanz müssen folglich auf mehreren Ebenen Berücksichtigung finden, von Fragestellungen der Gesamtsystemanalyse bis hin zu einzelnen Umsetzungsprojekten. Entsprechend vielfältig ist die Forschung zur gesellschaftlichen Akzeptanz der Wärmwende im FVEE. Sie umfasst sowohl die Analyse von Nutzerpräferenzen bis hin zur gemeinsamen Gestaltung von Energiewendeprojekten, um die Gelingensbedingungen zu verbessern.
Allen Ansätzen ist gemein, dass die vorherrschende technisch-ökonomische Betrachtung der Wärmewende erweitert wird: Es wird nach Faktoren geforscht, welche die Nutzer*innen beeinflussen und es werden gezielt Bereiche untersucht, welche das Potenzial für zukünftige Akzeptanzkonflikte haben. Des Weiteren gibt es Ansätze, die Akzeptanzfragen bereits im Entwicklungsprozess von Innovationen zu berücksichtigen. Abschließend, in Bezug auf die konkrete Umsetzung von Wärmetransformationsprojekten, werden verschiedene Methoden des Co-Designs entwickelt, erforscht und getestet. Im Folgenden werden einzelne Projekte aus den verschiedenen Bereichen vorgestellt.
Junge Menschen sehen sich durch die Klimakrise einer Einschränkung ihrer Entfaltungs- und Lebensmöglichkeiten gegenübergestellt. Diese explorative Studie verdeutlicht, wie sowohl die Wahrnehmung der Klimakrise, die Verantwortungsattribution, die wahrgenommene Handlungswirksamkeit und die einschlägigen Sozialisationserfahrungen milieuspezifisch strukturiert sind.
Informiert durch das Projekt Schools4Future wurden vier Leitfadeninterviews mit Schüler*innen zur Wahrnehmung und Deutung der Klimakrise geführt. Im dreischrittigen Kodierprozess der Grounded Theory konnten Muster der Betroffenheit, der Verantwortungsattribution und der Handlungsstrategien von vier jugendlichen Klimaaktivist*innen aus akademischen und prekären Herkunftsmilieus rekonstruiert werden. Während die sozial bevorteilten Jugendlichen sich als Betroffene und unter dem Fehlverhalten vorangehender Generationen leidende Gruppe wahrnehmen, sehen die sozial benachteiligten Jugendlichen die Klimakrise als ein systemisches Versagen neben anderen. Der medial so vertraute Aktivismus geht von dem gehobenen Milieu aus und verbindet sich mit Konsum als distinktive Praxis des klimafreundlichen Handelns. Im prekären Milieu zeigen sich andere Formen des stillen, konkreten und intrinsisch motivierten Engagements sowie das (schulische) Engagement als Investition in den individuellen, sozialen Aufstieg. Konsistenter Weise sehen sich die akademischen Jugendlichen als bevorteilt in der Bearbeitung der Klimakrise, dethematisieren aber, was die jungen Menschen aus dem sozial schwachen Milieu deutlich diagnostizieren: Der ökologische Fußabdruck ihres Konsums ist ungleich höher als der der benachteiligten Jugendlichen.
Seit Veröffentlichung der vom Landesverband Erneuerbare Energien NRW beauftragten und durch das Wuppertal Institut durchgeführten Studie "Bewertung der Vor- und Nachteile von Wasserstoffimporten im Vergleich zur heimischen Erzeugung" Ende 2020 haben sich die Rahmenbedingungen für den Wasserstoffhochlauf in Deutschland zum Teil deutlich geändert. Darüber hinaus ist zwischenzeitlich eine Reihe von Klimaschutz- und Transformationsstudien erschienen, mit teilweise neuen und differenzierten Einschätzungen zu Wasserstoff-Kosten und -Entwicklungspfaden. Dazu gehören insbesondere die als "Big Five" der Klimaneutralitätsszenarien bezeichneten Publikationen sowie weitere, spezifische H2-Analysen. Vor diesem Hintergrund sind die Ziele der vorliegenden Studie:
1. Eine Aktualisierung der Metaanalyse der oben genannten Wasserstoff-Studie aus dem Jahr 2020 - bezogen auf Kosten- und Mengen-Bandbreiten für die zukünftige Produktion und Bereitstellung von grünem und, soweit möglich, blauem Wasserstoff für Deutschland.
2. Eine kritische Einordnung der absehbaren Wasserstoff-Nachfrage in Deutschland, welche von der Wahl der Nutzungssektoren abhängt.
3. Eine kritische Diskussion und Einordnung der künftigen Rolle von blauem Wasserstoff, also der Frage, ob und inwiefern er eine sinnvolle Übergangslösung zu grünem Wasserstoff darstellen könnte.
The word "literacy" has come to be used to describe a wide range of competencies, including design literacy - a term that, despite its presence in design discourse, is still characterised by a certain fuzziness. In this paper, we explore this highly discursive theoretical field in order to gain a more nuanced and expanded understanding of the topic. In doing so, we argue that these divergent positions are also due to the ambiguity of the term “design”.
We understand design as the perpetual de- and reconstruction of the world, as a way of worldmaking, both physically and conceptually. Thus, design literacy can be understood as a way to perceive traces of design and its processes, to perceive the world as contingent: a circular cognitive process of recognising that something - if not everything - in our cultural pluriverse is designed, understanding how it was designed and that it can potentially become the subject of design again and again. In our paper, we emphasise the contingency of design - and the ethical level that can arise from understanding the possibility of a different design.
Ultimately, our aim with this paper is to emphasise that design literacy is a crucial competence for encouraging pluralistic perspectives and initiating transition processes, as it helps to acknowledge the temporary necessity but long-term non-necessity of things (which particularly includes the transitory nature of one's own creations).
Die verheerenden Mengen an Abfall am Ende des Lebenszyklus von Produkten zu bewältigen, gilt als eine der größten Herausforderungen auf dem Weg zu einer Circular Economy. Die negativen Folgen, die sich aus dem Missmanagement von Kunststoffabfällen aufgrund fehlender oder nicht funktionierender Abfallwirtschaftsstrukturen in weiten Teilen der Erde ergeben, werden zunehmend deutlich. Bei der Circular Economy als elementarer Lösungsansatz sollen Stoffströme geschlossen und Produktlebenszyklen verlängert werden. Ein Instrument zur Annäherung an dieses Modell ist der Handel mit sogenannten Plastic Credits - ein Mittel, um den Ausbau regionaler Infrastrukturen für die Sammlung und das Recycling von Kunststoffabfällen zu finanzieren. Die Abnehmer von Plastic Credits sind die treibende Kraft hinter dem Mechanismus. Es ist weiterführende Forschung notwendig, insbesondere in Bezug auf die Frage, wie Unternehmen das Instrument der Plastic Credits nutzen und in ihre Gesamtstrategie integrieren. Diese Masterarbeit widmet sich der dabei vorgelagerten Frage: Existieren bestimmte Profile bei Unternehmen, die in Plastic Credits investieren, und lassen sich hierbei spezifische Cluster bilden?
Im Rahmen der Beantwortung dieser Frage wurden Expert*innen-Interviews mit Hilfe der qualitativen Inhaltsanalyse nach Mayring ausgewertet. Dabei haben sich drei konkrete Unterfragen ergeben, die sich auf die Motivation, Branchenzugehörigkeit und räumliche Verortung der Abnehmer beziehen.
Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Abnehmer von Plastic Credits bereits umfangreich mit der Kunststoffabfallproblematik und der damit verbundenen Auswirkung auf die Umwelt beschäftigen. Offen bleibt, inwiefern Maßnahmen zur Vermeidung von neuartigem Kunststoff, der Verbesserung der Recyclingfähigkeit der Produkte oder der Einsatz von Rezyklaten in der Herstellung dem Weg der Kompensation vorangestellt werden. In Bezug auf die Branchenzugehörigkeit legen die Ergebnisse nahe, dass vorrangig Unternehmen, die mit einem erschwerten Rezyklate-Einsatz konfrontiert sind, in Plastic Credits investieren. Welche Auswirkungen Maßnahmen wie die Entbürokratisierung der Zulassungsverfahren für neue Recyclingprozesse oder verpflichtende Anteile an recycelten Materialien in bestimmten Produkten auf die Investition in Plastic Credits haben, wird sich in Zukunft zeigen. Die Analyse der räumlichen Verortung gab Aufschluss darüber, dass zurzeit im Wesentlichen Unternehmen aus dem globalen Norden in Plastic Credits investieren - jedoch verbunden mit dem Ziel, eine Finanzierung aus den Projektländern heraus zu intensivieren.
Eine zentrale Anforderung für die zukünftige Industrieproduktion ist die Klimaneutralität. Dekarbonisierte Prozesse beruhen häufig auf der direkten oder indirekten (z.B. mittels H2) Elektrifizierung. Dabei stellen sich Fragen nach der energetischen Effizienz dieser Prozesse, nach ihren Potenzialen für einen flexiblen Betrieb sowie nach der Erfüllung kreislaufwirtschaftlicher Anforderungen wie Materialeffizienz und Schließung von Stoffkreisläufen. Der Artikel betrachtet die disruptiv dekarbonisierte Erzeugung von primärem Roheisen und bewertet drei Produktionstechniken dazu.
The number of motorcycle taxis has soared in East African cities over the last decades, filling a gap in mobility needs while providing revenue opportunities to drivers. However, poor road safety combined with contribution to carbon emissions and air pollution creates a sustainability conundrum, which has led governments to control or repress the mode, yet without much success. After reviewing the characteristics and regulation of motorcycle taxis in Nairobi, Kigali, and Kampala, this study investigates the existence and impacts of two recent trends: digitalization and electrification. A comprehensive approach is adopted with a systematic review of the literature and policies, completed by field research and key informant interviews. We find out that electrification is mostly associated with positive impacts covering a spectrum of environment, economics, health, and social-related benefits, while the benefits of digitalization are more uncertain or contested. Impacts are however limited for both at the time of study as digitalization is highly volatile and electrification nascent. In conclusion, the paper identifies an interlinkage between the trends via the example of data, and further key research needs.
Junge Menschen sehen sich durch die Klimakrise einer Einschränkung ihrer Entfaltungs- und Lebensmöglichkeiten gegenübergestellt. So überrascht es nicht, dass gerade die junge Generation sich aktiv für mehr Klimaschutz einsetzt - doch sind es wirklich alle Jugendlichen, die auf die Straße gehen? Die vorliegende explorative Studie zeigt auf, wie sowohl die Wahrnehmung der Klimakrise, die Handlungsmuster und auch die Verantwortungsattribution - individuell, innergenerational und politisch - milieuspezifisch verhandelt werden. Informiert durch das Projekt Schools4Future wurden vier Leitfadeninterviews mit Schüler*innen zur Wahrnehmung und Deutung der Klimakrise geführt. Im dreischrittigen Kodierprozess der Grounded Theory konnten Muster der Betroffenheit, der Verantwortungsattribution und der Handlungsstrategien von vier jugendlichen Klimaaktivist*innen aus akademischen und prekären Herkunftsmilieus rekonstruiert werden.
Seit Einführung der ersten Wärmeschutzverordnung in den 1970er Jahren als Antwort auf die Ölkrise sind die energetischen Anforderungen an Gebäude kontinuierlich gestiegen. Heute werden sie im
Gebäudeenergiegesetz (GEG) geregelt, das aktuell erneut novelliert wird. Trotz dieser kontinuierlichen Verschärfungen der Anforderungen ist der Endenergiebedarf von Wohngebäuden in Deutschland in den letzten Jahrzehnten kaum gesunken. Ein wesentlicher Grund hierfür ist die ebenso kontinuierlich steigende Wohnfläche pro Person.
Since the introduction of Germany's first Thermal Insulation Ordinance in the 1970s in response to the oil crisis, requirements for the energy performance of buildings have consistently increased.
Today, these are ruled by the German Building Energy Act, which is currently being amended. Despite this continuous tightening of regulations, the energy consumption in German housing has hardly decreased. The continuous increase in residential space per person is a significant reason for this.
In view of the accelerating climate crisis, the Russian invasion of Ukraine highlighted the dependency of fossil fuels on the part of Germany and the European Union (EU). With the priority aim to reduce the import dependency from the Russian Federation while providing energy security and staying on track with climate mitigation efforts, the Federal Government was presented with major challenges. Prior to the war, an approximate 34% of the mineral oil, 53.6% of the natural gas, and 50% of hard coal supplies to Germany originated from Russian sources. As of 2023, however, Germany is independent from Russian energy imports. This paper examines implications of the global energy crisis induced by the invasion on the energy sector in Germany. As a basis for achieving this analysis, a short overview of the energy situation in the country before the war and a demonstration of the provisional conditions is presented. This is followed by an analysis of the main consequences of the war and medium and long-term strategies to reach Germany's climate goals while maintaining energy security. Lastly, foreseeable consequences regarding the European and German climate goals are discussed.
The production of green hydrogen in Germany is more competitive than expected compared to imports. This is the key finding of a meta-analysis conducted by the Wuppertal Institute on behalf of the North Rhine-Westphalia Association for Renewable Energies (Landesverband Erneuerbare Energien NRW).
The hydrogen study focuses primarily on the year 2030 and beyond - and confirms the advantages of green hydrogen produced in Germany from domestic renewable energies, especially when the evaluation is viewed from a holistic system perspective.
The ecological challenges of this decade have been clearly identified. The pressure of problems is increasing drastically; progress in climate protection or the preservation of biodiversity is insufficient. Little time is left to act. In consequence, we can only achieve and permanently secure social and environmental prosperity through far-reaching changes in economy and society.
As a socio-technical innovation, digitalisation can realise its full ecological potential above all where it helps to profoundly change today's lifestyles, consumption patterns, and economic practices with a clear commitment to sustainability. As the most urgent design task of the 21st century, it is important to put digitalisation's enormous creative power at the service of the great transformation. The "great transformation" refers to the comprehensive restructuring of technology, the economy, and society in order to deal with the social and ecological challenges of the 21st century. This is a task for state action in terms of both regulatory policy orientation and facilitating collective processes of change - new tasks call for new governance.
A digital-ecological statecraft is the indispensable prerequisite for effective state action to shape the social-ecological digital transformation. Using the example of the platform economy, we explore challenges, starting points, and (policy) measures.
Das derzeitige, auf privaten Pkw basierende Mobilitätssystem ist nicht nachhaltig: Es trägt zum Klimawandel bei, ist sozioökonomisch ungerecht, benachteiligt Frauen und Personen, die sich um den Haushalt kümmern, gefährdet die Gesundheit und verstellt den städtischen Raum. Mobilitätsdaten bieten völlig neue Möglichkeiten, um diese Probleme durch eine bessere Planung, Organisation und Umsetzung von Mobilität und Verkehr zu überwinden. Dieses Strategiepapier schlägt zwei Möglichkeiten vor, um Mobilitätsdaten für ökologische Nachhaltigkeit und gerechten Zugang zum Verkehr in Deutschland zu nutzen.
The current, private car-based mobility system is not sustainable: it contributes to climate change, it is unjust from gender- and socio-economic perspectives, endangers health and obstructs urban space. To counteract this, mobility data offers entirely new avenues for planning, organizing, and implementing mobility and transport. This strategy paper considers two possible ways to use mobility data for improving environmental sustainability and equitable access to transportation in Germany.
Das Ziel einer urbanen Verkehrswende ist klar definiert: mehr Fläche für städtisches Leben, weniger Lärm und klimaschädliche Emissionen und eine saubere Luft. Das bedeutet weniger Autoverkehr in den Städten und mehr Wege zu Fuß, mit dem Fahrrad, dem Tretroller oder mit dem öffentlichen Verkehr. Dabei reicht es nicht aus nur auf Innovationen und attraktive Alternativen zu setzen - es braucht auch Exnovation, also restriktive und reduzierende Ansätze für den Autoverkehr.
Dieser Zukunftsimpuls zeigt, wie die urbane Verkehrswende durch Exnovation beschleunigt und richtungssicher umgesetzt werden kann, welche Hemmnisse es bei bisher umgesetzten deutschen und europäischen Projekten gibt und welche Strategie- und Handlungsempfehlungen sich daraus ableiten lassen.
The objectives of the urban mobility transition have been clearly set out: gaining more space for urban living, reducing noise and emissions that have a negative impact on the climate and improving air quality. That means less traffic in cities and more trips made using environmentally-friendly modes of transport - i.e., walking, cycling or foot scooters or public transport. In transport policy, the focus is generally on innovative approaches to shaping the mobility transition.
This paper aims to explain the concept of exnovation in the context of the urban mobility transition and to underpin it using specific practical examples. In the course of this process, it is intended to identify the obstacles that stand in the way of rolling out the concept on an area-wide basis in order to deduce strategies and courses of action for expanding the concept in the future.
Strengthening global climate governance and international cooperation for energy‐efficient buildings
(2023)
Buildings constitute one of the main GHG emitting sectors, and energy efficiency is a key lever to reduce emissions in the sector. Global climate policy has so far mostly focused on economy-wide emissions. However, emission reduction actions are ultimately sectoral, and opportunities and barriers to achieving emission reductions vary strongly among sectors. This article therefore seeks to analyse to what extent more targeted global governance may help to leverage mitigation enablers and overcome barriers to energy efficiency in buildings. To this end, the article first synthesises existing literature on mitigation enablers and barriers as well as existing literature on how global governance may help address these barriers ("governance potential"). On this basis, the article analyses to what extent this governance potential has already been activated by existing activities of international institutions. Finally, the article discusses how identified governance gaps could be closed. The analysis finds that despite the local characteristics of the sector, global governance has a number of levers at its disposal that could be used to promote emission reductions via energy efficiency. In practice, however, lacking attention to energy efficiency in buildings at national level is mirrored at the international level. Recently, though, a number of coalitions demanding stronger action have emerged. Such frontrunners could work through like-minded coalitions and at the same time try to improve conditions for cooperation in the climate regime and other existing institutions.
Aufgrund der Wechselwirkungen mit sozialen, ökonomischen und ökologischen Zielen ist die Kreislaufwirtschaft möglicherweise ein Handlungsbereich mit systemischer Schubkraft für die integrierte Nachhaltigkeitsentwicklung von NRW. Sie ist deswegen auch für die Umsetzung der NRW-Nachhaltigkeitsstrategie, die 2016 zum ersten Mal aufgelegt und 2020 aktualisiert wurde, von besonderem Interesse. Aus diesem Grund hat sich das Wuppertal Institut im Rahmen des Forschungsprojekts "Nachhaltigkeitsstrategie NRW - Vertiefungsanalysen zur Umsetzung aus wissenschaftlicher Sicht" in einem Forschungsmodul mit der Umsetzung der Kreislaufwirtschaft im Kontext der Gesamtwirtschaft von NRW beschäftigt und hier insbesondere die Auswirkungen des europäischen, politischen Rahmens auf die Aktivitäten in NRW in den Blick genommen. Mit anderen Worten, das nachfolgende Arbeitspapier nimmt den European Green Deal und seine Bedeutung für NRW in den Blick und fragt: Welche Herausforderungen für NRW lassen sich aus dem Green Deal ablesen, wie und in welchen Sektoren kann/soll NRW eine Transformation zur Kreislaufwirtschaft einleiten und welche Bedingungen müssen dabei beachtet werden? Methodisch basiert diese Auswertung auf der Analyse relevanter Primärdokumente sowie der Sekundärliteratur zur Umsetzung der Kreislaufwirtschaft im politischen Mehrebenensystem. Dabei soll das Papier kein industriepolitisches Innovationsprogramm entwerfen, sondern eine Handreichung zur weiteren Diskussion von potenziellen Maßnahmen und Politikvorschlägen im Hinblick auf die zu entwickelnde Kreislaufwirtschaftsstrategie darstellen.
The international architecture competition Solar Decathlon Europe was held in Wuppertal in 2022 and focused on sustainable building and living in the city. The student teams participating in the competition developed buildings that would enable climate-friendly living and be tailored to the "Mirke" district in Wuppertal and the individual needs of the residents in this neighborhood. Not only the neighborhood was the focus of the competition, but also the residents of the Mirke district were involved in the project through a neighborhood panel. As part of the Mirke neighborhood panel, three survey waves were conducted between May 2021 and August 2022. The results and insights gained from the neighborhood panel were incorporated into the project and shared with the architectural teams participating in the competition. In addition, the results were shared and discussed with the urban development department of the city of Wuppertal, local initiatives, and other partners in the neighborhood.
There is a growing body of scientific evidence supporting sufficiency as an inevitable strategy for mitigating climate change. Despite this, sufficiency plays a minor role in existing climate and energy policies. Following previous work on the National Energy and Climate Plans of EU countries, we conduct a similar content analysis of the recommendations made by citizen assemblies on climate change mitigation in ten European countries and the EU, and compare the results of these studies. Citizen assemblies are representative mini-publics and enjoy a high level of legitimacy.
We identify a total of 860 mitigation policy recommendations in the citizen assemblies' documents, of which 332 (39 %) include sufficiency. Most of the sufficiency policies relate to the mobility sector, the least relate to the buildings sector. Regulatory instruments are the most often proposed means for achieving sufficiency, followed by fiscal and economic instruments. The average approval rate of sufficiency policies is high (93 %), with the highest rates for regulatory policies.
Compared to National Energy and Climate Plans, the citizen assembly recommendations include a significantly higher share of sufficiency policies (factor three to six) with a stronger focus on regulatory policies. Consequently, the recommendations can be interpreted as a call for a sufficiency turn and a regulatory turn in climate mitigation politics. These results suggest that the observed lack of sufficiency in climate policy making is not due to a lack of legitimacy, but rather reflects a reluctance to implement sufficiency policies, the constitution of the policy making process and competing interests.
Die Bereitstellung industrieller Prozesswärme ist eine zentrale Herausforderung für ein zukünftiges klimaneutrales Energiesystem. In diesem Artikel wird die Vielfalt an etablierten und neuen Energieträgern und Technologien zur treibhausgasarmen bzw. -neutralen Bereitstellung von Prozesswärme vorgestellt. Zudem werden ihre wichtigsten Stärken und Schwächen skizziert, um daraus geeignete Anwendungsfelder und eine Priorisierung ihres Einsatzes zu identifizieren.
The 2015 Paris Agreement relies on Nationally Determined Contributions (NDCs) to outline each country's policies and plans for reducing greenhouse gas (GHG) emissions. To strengthen global climate action and achieve the Agreement's temperature goal, it is crucial to enhance the ambition level of NDCs every 5 years. While previous studies have explored the ambition of initial NDCs, limited research has delved into the factors driving the enhancement or lack thereof in NDCs' emission reduction plans. This study employs a mixed-method design to investigate the determinants of NDC enhancement. First, we analyse the updated or revised NDCs of 111 countries using quantitative methods. Second, we conduct qualitative case studies focusing on Brazil and South Africa. Our findings reveal that countries that engaged in stakeholder consultations with civil society, business, and labour groups prior to developing their updated or revised NDCs were more likely to enhance their greenhouse gas reduction targets. These results are further supported by the case studies. South Africa conducted comprehensive consultations and submitted an enhanced GHG target, while Brazil, which did not arrange open consultations, did not improve its target. This study underscores the significance of comprehensive and transparent stakeholder engagement processes, highlighting their potential to drive enhanced NDCs. By involving diverse stakeholders, including civil society, business, and labour groups, countries can foster greater ambition and effectiveness in their climate action, ultimately contributing to the global effort to combat climate change.
To combat climate change, it is anticipated that in the coming years countries around the world will adopt more stringent policies to reduce greenhouse gas emissions and increase the use of clean energy sources. These policies will also affect the industry sector, which means that industrial production is likely to progressively shift from CO2-emitting fossil fuel sources to renewable energy sources. As a result, a region's renewable energy resources could become an increasingly important factor in determining where energy-intensive industries locate their production. We refer to this pull factor as the "renewables pull" effect. Renewables pull could lead to the relocation of some industrial production as a consequence of regional differences in the marginal cost of renewable energy sources. In this paper, we introduce the concept of renewables pull and explain why its importance is likely to increase in the future. Using the examples of direct reduced iron (DRI) and ammonia production, we find that the future costs of climate-neutral production of certain products is likely to vary considerably between regions with different renewable energy resources. However, we also identify the fact that many other factors in addition to energy costs determine the decisions that companies make in term of location, leaving room for further research to better understand the future relevance of renewables pull.
Analyzing previous international and national policy processes, the study offers recommendations for leveraging the Global Stocktake's (GST) outcomes for national climate action, especially for Nationally Determined Contributions (NDCs). It emphasizes the need for coordinated efforts to ensure the results of the GST influence national political discourse. It proposes communication strategies tailored to the different stages of the NDC policy process and diverse target audiences. The paper advocates for a nuanced and strategic approach to communication and emphasizes the importance of legitimacy and complexity in engaging stakeholders at different levels of decision-making.
Die Bereitstellung industrieller Prozesswärme ist eine zentrale Herausforderung für ein zukünftiges, treibhausgasneutrales Energiesystem. Durch einen Vergleich der Prozesswärmebereitstellung in zwei Energiesystemszenarien werden Gemeinsamkeiten, die auf Richtungssicherheit hindeuten, dargestellt, sowie methodische und inhaltliche Gründe für Abweichungen herausgearbeitet.
Die Schaffung von bezahlbarem und sozial gerechtem Wohnraum stellt eine zentrale Herausforderung der nachhaltigen Stadtentwicklung dar. Zur Begegnung dieser Herausforderungen spielen innovative Wohnformen wie gemeinschaftliche Wohnprojekte eine bedeutende Rolle, da sie vielfältige soziale Nachhaltigkeitsaspekte aufweisen und dadurch zu einer nachhaltigen Stadtentwicklung beitragen können. In diesem Kontext bleibt die Frage offen, ob die Gemeinschaften in Wohnprojekten nach ihrer Gründung beständig bleiben. Das Ziel der Arbeit war die Beantwortung der folgenden Forschungsfrage: "Wie können gemeinschaftliche Wohnprojekte dauerhaft in Bezug auf ihre Weiterentwicklung bestehen bleiben und somit langfristig eine nachhaltige Stadtentwicklung unterstützen?"
Zur Beantwortung der Forschungsfrage wurde eine qualitative Studie in Form von narrativen Interviews mit Bewohner:innen gemeinschaftlicher Wohnprojekte durchgeführt. Die Ergebnisse aus Literatur und Praxis konnten acht besonders relevante Faktoren für die Beständigkeit von gemeinschaftlichen Wohnprojekten identifizieren: Soziale Durchmischung, Organisationsstruktur, Gemeinschaftspflege, Vertrauen, Soziales Netzwerk, Kommunikationskultur, gelebte Nachhaltigkeit, Flexibilität und Anpassungsfähigkeit. Diese Faktoren ermöglichen eine nachhaltige und anpassungsfähige Gemeinschaft, welche zu einer nachhaltigen Stadtentwicklung beitragen kann. Dafür sollten gemeinschaftliche Wohnprojekte ihre vorhandenen Potenziale weiterhin ausbauen.
Case study on the German discourse of industry decarbonisation : a discourse network analysis
(2023)
The adoption of the Paris Agreement in 2015 and the passing of the Climate Action Law in Germany in 2019 established the legal need for the basic material industry in Germany to decarbonise. For the industry sector, the target is sets at a 49-51% GHG reduction by 2030 compared to 1990. Even though the sector specific targets are likely to become obsolete, a Hydrogen Strategy, Industry Strategy and Climate Protection Contracts are currently being developed or elaborated on. These are to further ensure and enable the basic material industry in Germany to decarbonise. These developments are emphasising the relevance of studying the industry decarbonisation at the time of conducting this research.
As the institutionalisation of the industry decarbonisation is influenced by discourse, the analysis of the discourse is an important tool for studying the power effects produced by and built into the discourse. This is the first research aiming to provide a structured analysis of the discourse on industry decarbonisation in Germany. Drawing on discourse analysis and the Multilevel-Perspectives framework, this research investigated the power and dominance of storylines to influence the discourse of the industry transformation towards decarbonisation. In this research insights were obtained into the storylines used in this discourse, the actors who are part of this discourse, the frequency of storylines used and the percentage of actors making use of these storylines. Additionally, insights were generated into the discursive network and potential coalitions.
This research made use of the Discourse Network Analysis software in combination with Visone and Excel for data collection, analysis, and visualisation. Based on 117 documents of various categories from the years 2012 to 2023, the discourse on German industry decarbonisation is discovered to be dominated by storylines of mainly technological or economic nature. The general sentiment discovered by the different actors is positive with the storylines focusing on establishing the conditions for the industry to decarbonise and no resistance being communicated. The discourse is furthermore dominated by most storylines. 18 out of 27 storylines are being used by more than 56% of all actors. The high overlap in storyline indicates discursive homogeneity. The homogeneity is further indicated through the lack of emerging discourse coalitions and the therewith connected lack of struggles for discursive dominance. One coalition can be defined with some actors being deeper involved and some being less involved in the discourse.
As decisions on the transition path for Germany's industry to decarbonise are still to be taken the lack of discursive struggles has come to my surprise. In the discussion I reflect on how the positive sentiment, the discursive homogeneity and the great number of dominant storylines may come about.
As investors and financial intermediaries, private banks are increasingly confronted with climate change concerns. But to what extent do banks identify as the changemakers driving climate alignment forward? To advance this question, this paper analyzes the South African banking sector with a specific focus on Standard Bank and Nedbank as exemplary case studies. Relying on the concept of "climate mainstreaming", we critically assess the banks' annual reports and compare their self-portrayal with publicly available sources on the bank's business practices, chiefly provided by non-governmental organizations and media. We find that Nedbank pushes a holistic narrative of climate change as an inevitable business opportunity. Standard Bank, in turn, relies on a "narrative of balance" between climate change and other profit-oriented investments to safeguard its stakes in the fossil industry. In so doing, this paper sheds light on greenwashing practices within disclosure specifically and the lack of binding corporate regulation more generally.
Im September 2023 sind zwei wenig ermutigende Untersuchungen veröffentlicht worden: Das Klimasekretariat der Vereinten Nationen macht in seinem Report zur ersten Globalen Bestandsaufnahme (Global Stocktake) deutlich, dass die bisher zugesagten nationalen Klimaschutzbeiträge bei weitem nicht genügen, um die Pariser Klimaschutzziele zu erreichen. Auch das Update zur Einhaltung der planetaren Grenzen fällt ernüchternd aus: In sechs von neun Bereichen sind die Grenzen teils weit überschritten - auch in Bezug auf den Klimawandel.
Allerdings reichen die ergriffenen Klimaschutzmaßnahmen nicht aus, um die gesteckten Ziele zu erreichen. Suffizienzstrategien und -politik können den Wandel bringen - bei Konsum, Gebäuden, Verkehr, Kreislaufwirtschaft und Energie, wie der Zukunftsimpuls zeigt.
In diesem Bericht wird das Wohngebäudemodell der Abteilung Kreislaufwirtschaft des Wuppertal Instituts präsentiert. Der Bericht zielt darauf ab, die Materialströme, die durch Abriss, Neubau, Sanierung und Austausch im Wohngebäudesektor des Bundeslandes Nordrhein-Westfalen während des Zeitraums von 2022 bis 2060 verursacht werden, abzuschätzen. Das Modell verknüpft dabei Angaben zu tatsächlichen Wohngebäudezahlen, entnommen aus den Daten des Statistischen Bundesamts und der Zensuserhebung 2011, mit typischen Baumaterialien je Gebäudetyp und Baujahr. Die Gebäudetypologie basiert dabei auf Arbeiten des Instituts für Wohnen und Umwelt. Bis zum Jahr 2060 können so über Festlegung von Abriss-, Neubau- und Sanierungsraten sowie Austausch einzelner Bauteile mögliche Materialströme des Landes NRW im Wohnbausektor modelliert werden.
In Deutschland werden jährlich über sieben Millionen gebrauchte Matratzen entsorgt, die überwiegend verbrannt und nur zu einem Bruchteil recycelt werden. Dieser lineare Ansatz belastet die Ressourcen, erhöht die Emissionen und birgt Umweltrisiken. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, kann die erweiterte Herstellerverantwortung (Extended Producer Responsibility, EPR) als Instrument zur Umsetzung einer Kreislaufwirtschaft dienen. In dieser Masterarbeit wird daher untersucht, wie ein EPR-System für Matratzen in Deutschland gestaltet sein sollte, um Kreisläufe effizient zu schließen. Gleichzeitig zielt diese Thesis darauf ab, die damit verbundenen Anforderungen und Herausforderungen bei der Umsetzung eines solchen Systems zu identifizieren.
Zur Beantwortung der Forschungsfragen wurden mithilfe von Expert*innen-Interviews und einer umfassenden Literaturrecherche drei EPR-Modelle entwickelt und anhand von ausgewählten Kriterien bewertet. Die Ergebnisse der Bewertung ergaben, dass ein Modell präferiert werden sollte, in dem eine sogenannte Producer Responsibility Organisation (PRO) gebündelt die Verantwortung der Hersteller übernimmt. Ein solches System würde unter anderem eine angemessene Kontrolle ermöglichen und Anreize für Forschung und Entwicklung im Bereich der Recyclingtechnologien und des zirkulären Designs der Matratzen schaffen. Obwohl die Datenlage über Altmatratzen und deren Verwertung in Deutschland derzeit noch begrenzt sind und die hier präsentierten Ergebnisse von der gewählten Methodik abhängen, dient diese Masterarbeit als erste Grundlage für die weitere Entwicklung eines EPR-Systems für Matratzen in Deutschland.
Um die Treibhausgasneutralität bis 2045 zu erreichen, wird unter anderem erforderlich sein, dass die Industrie klimaneutrale Produktionsweisen entwickelt und umsetzt. Damit einher gehen gesellschaftliche Aushandlungsprozesse darüber, welche neuen Technologien eingesetzt werden und welche Auswirkungen vor Ort akzeptiert werden. Das Ausmaß an Akzeptanz gegenüber Technologien oder Infrastrukturen beeinflusst neben anderen Faktoren die spezifische Ausgestaltung der Transformation. Mangelnde Akzeptanz kann die Entwicklung von Transformationspfaden verlangsamen oder gar verhindern, und zu Protesten, beispielsweise von lokalen Initiativen oder von etablierten Klimaschutz- und Umweltverbänden, führen.
Dieses Wuppertal Paper stellt die Frage in den Fokus, welchen Einfluss Protestbewegungen auf öffentliche Akzeptanz haben bzw. haben könnten. Grundlage dafür sind empirische Ergebnisse aus dem Projekt Protanz.NRW zu Protesten und Akzeptanz im Kontext der Industrietransformation in NRW. Darauf aufbauend wird ein Protest-Akzeptanz-Modell entwickelt und es werden Hypothesen abgeleitet, wie unterschiedliche Protestgruppen die öffentliche Akzeptanz von Technologien für die Industrietransformation in NRW beeinflussen können. Abschließend werden Handlungsempfehlungen für Politik und Industrie abgeleitet sowie Forschungsbedarfe aufgezeigt.
Power-law city-size distributions are a statistical regularity researched in many countries and urban systems. In this history of science treatise we reconsider Felix Auerbach’s paper published in 1913. We reviewed his analysis and found (i) that a constant absolute concentration, as introduced by him, is equivalent to a power-law distribution with exponent ≈1, (ii) that Auerbach describes this equivalence, and (iii) that Auerbach also pioneered the empirical analysis of city-size distributions across countries, regions, and time periods. We further investigate his legacy as reflected in citations and find that important follow-up work, e.g. by Lotka (Elements of physical biology. Williams & Wilkins Company, Baltimore, 1925) and Zipf (Human behavior and the principle of least effort: an introduction to human ecology, Martino Publishing, Manfield Centre, CT (2012), 1949), does give proper reference to his discovery - but others do not. For example, only approximately 20% of city-related works citing Zipf (1949) also cite Auerbach (Petermanns Geogr Mitteilungen 59(74):74–76, 1913). To our best knowledge, Lotka (1925) was the first to describe the power-law rank-size rule as it is analyzed today. Saibante (Metron Rivista Internazionale di Statistica 7(2):53–99, 1928), building on Auerbach and Lotka, investigated the power-law rank-size rule across countries, regions, and time periods. Zipf's achievement was to embed these findings in his monumental 1949 book. We suggest that the use of “Auerbach–Lotka–Zipf law” (or "ALZ-law") is more appropriate than "Zipf's law for cities", which also avoids confusion with Zipf’s law for word frequency. We end the treatise with biographical notes on Auerbach.
This Wuppertal Paper analyses the energy transition models of Colombia and Germany. The emphasis of the exercise is on an analysis of options for the complete decarbonization of the energy system in Colombia as a Global South country. To this end, it analyses the current situation, projections, public policy and narratives, and contrasts it with Germany as one of the countries of the Global North with which Colombia has historically maintained energy trade relations and is currently collaborating in the exploration of energy alternatives for decarbonization.
Detailed analysis of sectoral energy consumption in Colombia shows the sectors with the highest fossil energy consumption (in this order): transport (fuels), industry (gas, coal), electricity generation (gas, coal) and residential (gas). We show the projected increase in demand for fuels and electricity, and calculate the amount of electricity theoretically needed to substitute fossil sources in each sector. We estimate the total electricity required for decarbonization via sector coupling and derive a first estimation of the range of additional renewable energy capacities needed to supply this demand. We find that required capacities are expectedly large (56-110 GW), depending on decarbonization pathways, and that export capacity beyond national demand may be limited.
Our analysis of the policy and scenario arena in both countries finds that Colombia is still lacking both sector-specific decarbonization strategies and an embedding in a systemic vision of a systemic energy transition. Germany has more advanced sector strategies and (national) systemic visions, but lacks embedding assumptions on energy imports in a global-system analysis, i.e. in the analysis of an energy transition in potential exporting countries like Colombia. We formulate requirements to close these gaps in our conclusions.
"TRANSCITY" ist ein partizipatives, sozialökologisches Forschungsprojekt, das hinsichtlich seiner transformativen Wirkung im folgenden Text exemplarisch anhand der Arbeiten mit und in der Stadt Essen vorgestellt und analysiert wird. Im ersten Abschnitt werden die vielseitigen Herausforderungen der Klimakrise herausgearbeitet, die den Bezugsrahmen des Projektes bilden. Im Mittelpunkt der Projektvorstellung stehen die Projektidee, die Zielsetzungen sowie das Projektdesign und die Forschungsmethoden. Im abschließenden Kapitel werden die transformativen Wirkungen untersucht. Am Ende folgt ein zusammenfassender Ausblick.
LinkLab is a newly established working group under the umbrella of German Committee Future Earth (DKN Future Earth). It opens up a space to discuss relevant connections and interfaces between real-world lab research and various scientific disciplines, exploring fruitful connections and pathways for mutual learning for future sustainability-oriented research.
Im Rahmen einer aktuellen Studie zur Transformation des Europäischen Energiesystems zur Klimaneutralität unter Berücksichtigung der Gaskrise entwickelte das Wuppertal Institut ein Szenario (EU27+UK) für die Transformation der europäischen Industrie inklusive Raffinerien und Kokereien, in dem die industriellen Treibhausgasemissionen bis zum Jahr 2050 um 99 % gegenüber 2018 gemindert werden. Der Endenergiebedarf der Industrie sinkt in diesem Szenario durch den Einsatz von Wärmepumpen, andere Energieeffizienzmaßnahmen sowie einen Rückgang der Produktion in Raffinerien bis 2040 deutlich und der Bedarf an fossilen Gasen kann zeitnah gemindert und bis 2045 auf nahezu Null gesenkt werden.
Im Rahmen dieses Szenarios erfolgte auch eine detaillierte Abbildung der Entwicklung der Prozesswärmebereitstellung in Deutschland. Die Bereit- stellung von Niedertemperaturwärme (< 150 °C) erfolgt im Szenario größtenteils über Wärmepumpen und Fernwärme. Solar- und Geothermie spielen eine (kleinere) Rolle. Für die Dampfbereitstellung (150 - 500 °C) werden vielfach hybride Strom/H2-Kessel eingesetzt, daneben Biomasse. In der Chemieindustrie spielen auch langfristig Reststoffe aus Steamcrackern eine wichtige Rolle.
Die Bereitstellung von Hochtemperaturwärme erfolgt prozessspezifisch je nach den technischen Gegebenheiten der Prozesse (z. B. H2 in den Direktreduktions- anlagen und Biomasse in den Walzwerken der Stahlindustrie, abfallbasierte Brennstoffe vor allem in den Klinkeröfen der Zementindustrie, Biomethan und Strom in der Glasindustrie, Strom für Primär- und Sekundäraluminium). Biogene Energieträger in Kombination mit CCS (BECCS) ermöglichen in der Stahlindustrie und in der mineralischen Industrie die Bereitstellung von Hochtemperaturwärme und gleichzeitig negative Emissionen zur Kompensation von Restemissionen.
Studies show that people can tolerate elevated temperatures in the presence of appreciable air movement (e.g., from using ceiling fans). This minimises the use of air-conditioners and extends their set-point temperature (Tset), resulting in energy savings in space cooling. However, there is little empirical evidence on the energy savings from using ceiling fans with Room Air-Conditioners (RACs). To address this gap, we analysed the energy performance of RACs with both fixed-speed compressors and inverter technology at different set-point temperatures and ceiling fan speed settings in 15 residential Mixed-Mode Buildings (MMBs) in India. Thermal comfort conditions (as predicted by the Indian Model for Adaptive Comfort-Residential (IMAC-R)) with minimum energy consumption were maintained at a set-point temperature (𝑇set) of 28 and 30 C and a fan speed setting of one. Compared with a Tset of 24 °C, a 𝑇set of 28 and 30 °C resulted in energy savings of 44 and 67%, respectively. With the use of RACs, a configuration with a minimum fan speed was satisfactory for an optimal use of energy and for maintaining the conditions of thermal comfort. In addition, RACs with inverter technology used 34-68% less energy than fixed-speed compressors. With the rising use of RACs, particularly in tropical regions, the study's outcomes offer a significant potential for reducing space-cooling energy consumption and the resultant greenhouse gas (GHG) emissions.
Rising energy costs have led to increased discussion about the social impact of the energy transition in Germany in recent years. In 2021, a gradually increasing CO2 tax was introduced. This paper analyzes the question of whether a CO2 tax can be socially just. Using data analysis and desk research, correlations between income and energy consumption in Germany are shown. In a short analysis, it is investigated which additional burdens different types of private households have to expect in the coming years due to the introduction of CO2 pricing on energy. In particular, the introduction of a per capita flat rate fed by CO2 tax revenues could be a suitable way to reduce the burden on low-income households.
Am frühen Sonntagmorgen des 20. November 2022 ging die 27. Konferenz der Vertragsparteien des Rahmenübereinkommens der Vereinten Nationen über Klimaänderungen (27th Conference of the Parties to the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC), COP27) im ägyptischen Scharm El Sheikh zu Ende. Geplant war die Konferenz bis Freitag. Doch es gab viel zu diskutieren. Katastrophale Extremwetterereignisse wie die Überschwemmungen in Pakistan und historische Dürren in Europa unterstrichen auch dieses Jahr wieder die Bedeutung von ambitionierten klimapolitischen Entschlüssen. Auch der neueste Bericht des Weltklimarats (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) hatte erneut hervorgehoben, dass diese Ereignisse weiter eskalieren werden, je mehr die globale Erwärmung zunimmt.
At the next United Nations (UN) climate conference in the United Arab Emirates at the end of 2023, the first Global Stocktake (GST) of the Paris Agreement is due to conclude. The main goal of this process is to feed into a new round of Nationally Determined Contributions (NDCs) by Parties to the Agreement for 2035. In addition, the GST is aimed at identifying opportunities for strengthening international cooperation to achieve the Paris goals. The GST represents the first opportunity for Parties and other stakeholders to collectively highlight opportunities for international climate cooperation. Specifically, outcomes should plant the seeds for the development of concrete sectoral decarbonization roadmaps that could guide international cooperation in years to come.
Der Wärmesektor hat einen Anteil von rund 55 Prozent am deutschen Primärenergieverbrauch, wobei der Anteil klimafreundlicher Wärmeerzeugung (erneuerbare Energien und Abwärmenutzung) bislang aber noch sehr gering ist und unter 20 Prozent liegt. Entsprechend sind die Potenziale zur Erschließung von Dekarbonisierungserfolgen im Wärmesektor besonders groß. Ein Gelingen der Wärmewende ist daher zwingende Voraussetzung dafür, dass die nationalen Klimaschutzziele erreicht werden.
Gerade Städte spielen auf Grund des hohen Energie- und Ressourcenverbrauchs, der hohen örtlichen Dichte von Infrastrukturen und durch die Vielzahl von Akteuren eine zentrale Rolle bei der Energiewende und für den Klimaschutz. So bilden beispielsweise gewachsene Strukturen im Bestand und hohe Nutzungsdichten potenzielle Restriktionen für die Integration von Technologien zur effizienten Nutzung erneuerbarer Energiequellen. Städtische Quartiere sind gleichzeitig der sinnvollste Umsetzungsmaßstab für integrierte innovative Systeme, da hier die größten Synergieeffekte zwischen Effizienzmaßnahmen und nachhaltiger Energieerzeugung erschlossen werden können.
Treibhausgasneutralität in Deutschland bis 2045 : ein Szenario aus dem Projekt SCI4climate.NRW
(2023)
Die klimapolitischen Ziele Deutschlands und der EU machen eine sehr schnelle und tiefgreifende Transformation sowohl der Energieversorgung als auch der energieverbrauchenden Sektoren notwendig. Diese Transformationsherausforderung betrifft nicht zuletzt die energieintensive Industrie in Deutschland, die vor grundlegenden technologischen Veränderungen wichtiger Produktionsprozesse steht. Die Herausforderungen für die Industrie werden durch die aktuelle Energiekrise weiter verschärft.
Vor diesem Hintergrund stellt das hier vorgestellte Klimaschutzszenario "SCI4climate.NRW-Klimaneutralität" (S4C-KN), das im Rahmen des vom Land NRW finanzierten Forschungsprojekts "SCI4climate.NRW" entwickelt wurde, die möglichen künftigen Entwicklungen in der energieintensiven Industrie in den Mittelpunkt der Analyse. Das Szenario analysiert diese Entwicklungen im Kontext eines gesamtwirtschaftlichen Transformationspfads hin zu einem klimaneutralen Deutschland im Jahr 2045.
In recent years, the public discourse on the phase-out of carbon-intensive technologies and practices has come to a near consensus that a "just transition" is required. Yet, this term seems to have as many meanings as there are stakeholders using it. The purpose of this paper is to unpack the different meanings that regional stakeholders assign to it and the underlying dimensions of in(justice) that they invoke in their political communication.
To this end, we employ a policy narrative analysis to study and compare the political discourse in four European coal and carbon-intensive mining regions: Ida-Virumaa (Estonia, oil shale), the Rhenish mining region (Germany, lignite), Upper Silesia (Poland, hard coal) and Western Macedonia (Greece, lignite). Specifically, we address the following research questions: Which narratives are characterising the political discourse around just transition? Which (in)justices are being invoked? Which patterns, similarities or differences are recognizable between regions?
We found that hopeful narratives describing structural change as an opportunity to reinvent the region are prevalent in all regions. Strong narratives of resistance only prevail in Upper Silesia and Ida-Virumaa where a phase-out decision has not yet been adopted. In terms of injustices, we find surprisingly little evidence that injustices related to the immediate effects of the transformation (e.g. lay-offs and compensation for workers and companies) play an important role. Instead, the aspects related to the historical injustices produced by the legacy industrial system prevail. And perhaps most importantly, questions about access and allocation of the opportunities of the imminent transition are key and should be addressed more explicitly.
Der Klimawandel wird zunehmend eine der größten Gesundheitsbedrohungen des 21. Jahrhunderts. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) erwartet, dass durch die Folgen des Klimawandels zwischen den Jahren 2030 und 2050 rund 250.000 zusätzliche Todesfälle pro Jahr durch Mangelernährung, Malaria, Durchfallerkrankungen und Hitzestress verursacht werden. Allein für die direkten Gesundheitsschäden - also ohne beispielsweise indirekte Schäden, die in Sektoren wie der Landwirtschaft entstehen - werden bis 2030 Zusatzkosten von jährlich zwei bis vier Milliarden US-Dollar erwartet. Besonders betroffen sind Menschen in Gegenden mit einer schlechten Gesundheitsversorgung und Infrastruktur. Aber auch Deutschland ist von den Folgen des Klimawandels betroffen – heute und künftig.
Aktuell liegt in der Forschung noch ein Fokus darauf, zu untersuchen, in welcher Art und Weise die Menschen dem Klimawandel ausgesetzt sind (Expositionswege) und wie sich diese Gesundheitseffekte messen lassen (etwa der Unterschied der Gesundheitsauswirkungen einer globalen Durchschnittserwärmung von 1,5 oder 2 Grad Celsius). Auch wird das klimawandelbedingte Gesundheitsrisiko verschiedener Bevölkerungsgruppen von zahlreichen nationalen und internationalen Akteuren erforscht. Einer der Forschungsschwerpunkte bildet dabei die Untersuchung unterschiedlicher Anfälligkeiten für klimabedingte Gesundheitsrisiken verschiedener Gruppen (bspw. ältere Menschen, Vorerkrankte, Einkommensschwache, Kinder). Andere Studien widmen sich dem Risiko, dem Menschen in ausgewählten geografischen Regionen (etwa Brasilien) oder Angehörige bestimmter Völker (bspw. Gesellschaften in der Arktis) ausgesetzt sind. Ein noch junges Forschungsfeld umfasst Untersuchungen zur Klimaangst (climate anxiety).
Gemeinsam mit der gesetzlichen Krankenkasse BARMER hat das Wuppertal Institut sich zum Ziel gesetzt, innerhalb des Projekts "BARMER Explorationsstudie Klimawandel und Gesundheit" den aktuellen Forschungsstand zu den Auswirkungen des Klimawandels auf die Gesundheit aufzubereiten. Die Aufarbeitung erfolgt über vier Arbeitspakete (Module) hinweg. Der vorliegende Projektbericht fasst die zentralen Projektergebnisse zusammen.
Der Anteil erneuerbarer Energien bei der Wärme- (und Kälte-)Versorgung lag 2021 in Deutschland bei 16,5 % (knapp 200 TWh/a). Davon stammten 86 % aus Biomasse und davon wiederum 47% allein aus Holzfeuerungen im häuslichen Bereich. Der Rest der erneuerbaren Wärme stammte aus oberflächennaher Geothermie und Umgebungswärme (Wärmepumpen) mit 9 % und Solarthermie mit 4,2 %. Bisher vergleichsweise kleine Beiträge stammten aus der tiefen Geothermie. Im Jahr 2021 waren bezogen auf die rund 21 Millionen im Bestand befindlichen Einzelgebäudeheizanlagen (nicht Einzelraumfeuerstätten) 1,1 Mio. Wärmepumpen und 0,9 Mio. Biomassekessel im Betrieb. Hinzu kommen zusätzliche 2,5 Mio. solarthermische Anlagen mit einer Gesamtkollektorfläche von rund 21 Mio. m2. Bei den neu installierten Wärmeerzeugern konnten Wärmepumpen und Biomassekessel auch 2021 einen deutlich steigenden Absatz verzeichnen, wobei ihr Anteil an den insgesamt rund 930.000 neu installierten Wärmerzeugern bei knapp 25% lag.
Doch 2021 nutzten immer noch rund 19 Mio. Wärmeerzeuger Gas und Öl. Darüber hinaus müssen in Wohngebäuden auch noch Etagenheizungen und veraltete Biomasseheizsysteme ausgetauscht werden. Für eine erfolgreiche Wärmewende bis 2045 im Gebäudewärmebereich müssen also weiterhin jedes Jahr rund eine Million neue komplett Erneuerbare-Heizanlagen installiert und in Betrieb genommen werden. Nach dem Anschluss an zumindest perspektivisch vollständig erneuerbar versorgte Wärmenetze sind für alle anderen Objekte Wärmepumpen, Wärmepumpen-Biomasse-Hybride und, nur wo es keine anderen Möglichkeiten gibt, reine Biomassekessel zu installieren. Alle Lösungen lassen sich zusätzlich mit Solarthermieanlagen ergänzen. Im Vergleich zu Erdgasthermen ist jedoch allein die Installation der deutlich komplexeren Systeme mit mindestens dem doppelten Zeitaufwand zu veranschlagen, während die Branche bereits heute über einen realen Fachkräftemangel klagt. Es braucht also wirksame Lösungsansätze der Forschung zur Überwindung dieser und vieler anderer Hemmnisse zur erfolgreichen Wärmewende bis 2045.
Biodiversity is under threat all over the planet. Implementing sustainable out-of-home catering (OHC) is a key way to reduce the environmental impact of the agri-food sector. Thus far, there have been no studies that show the impact of food on biodiversity at the menu level in Germany. This means that neither commercial kitchens nor their patrons can record the biodiversity impact of the menus or dishes served there. This article describes the development of an assessment framework and some initial findings. The framework was developed on the basis of a systematic literature review and expert interviews. Taking this as a starting point, an indicator-based approach was developed with a focus on land use. The approach was then validated by assessing recipes used at OHC facilities. The results show that using the BiTe Biodiversity Index (BBI) that was developed, it is possible to assess the biodiversity impacts of meals and optimize them at the level of the dish. The article outlines the possible areas for improvement. Overall, it is clear that this approach can already be used in the OHC context today.
Einige Klimaneutralitätsszenarien für Deutschland nehmen an, dass zukünftig "unvermeidbares" CO2, z. B. aus der Zementproduktion, als Kohlenstoffquelle für die inländische Herstellung von Kraftstoffen oder chemischen Grundstoffen genutzt wird. In diesem Artikel wird dargelegt, warum eine solche CO2-Nutzung verglichen mit einem alternativen Pfad einer geologischen Speicherung des CO2 und einem gleichzeitigen Import "grüner" Kraft- und Grundstoffe zumindest aus energetischer Sicht nachteilig erscheint.
Nicht nur für den Klimaschutz führt an der Wärmewende kein Weg vorbei. Mittelfristig wird sie auch die Heizkosten senken. Kurzfristig sind allerdings erhöhte Investitionen erforderlich, die für alle tragbar sein müssen. Ein wichtiges Instrument ist dabei die kommunale Wärmeplanung.
Sie wird kommen und sie wird zu erheblichem Aufwand bei den kommunalen Gebietskörperschaften führen, aber den Bürgerinnen und Bürgern, Unternehmen und öffentlichen Einrichtungen auch Anleitung und Sicherheit für ihre Investitionen in zukunftsfähige Heizungssysteme bieten. Nach den bisherigen Planungen ist vorgesehen, dass seitens des Bundes ein Gesetz verabschiedet wird, welches die Länder verpflichten wird, flächendeckend eine kommunale Wärmeplanung zumindest für die mittleren und größeren Städte und Gemeinden vorzunehmen. Seitens der Länder wird diese Aufgabe dann an die Kommunen weitergegeben. Die Bundesländer Baden-Württemberg und Schleswig-Holstein haben bereits seit einiger Zeit Erfahrung mit diesem kommunalen Planungsinstrument. Der Gesetzentwurf auf Bundesebene wird noch für das zweite Quartal 2023 erwartet. Unabhängig davon sieht der Koalitionsvertrag der Landesregierung in Nordrhein-Westfalen vor, dass im laufenden Jahr 2023 der gesetzliche Ordnungsrahmen für die kommunale Wärmeplanung geschaffen wird. Der genaue Zeitplan steht somit noch nicht fest; klar ist aber, dass es in absehbarer Zeit zu einer Verpflichtung für die NRW-Kommunen kommen wird, solche Pläne zu erstellen. Es lohnt daher, sich bereits frühzeitig mit dem Thema zu befassen.
Die Analyse erläutert die Funktionsweise des globalen Kohlenstoffmarkts und wie dieser von Unternehmen zur CO2-Kompensation bei der Erfüllung ihrer freiwilligen Klimaschutzziele genutzt wird. Vor dem Hintergrund der veränderten Rahmenbedingungen des Übereinkommens von Paris stellen die Autoren dar, mit welchen Herausforderungen der Kohlenstoffmarkt konfrontiert ist und wie diese durch Nutzung einer Alternative zur CO2-Kompensation überwunden werden können.
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.
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.
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.
Der vorliegende Beitrag analysiert die Bedeutung der Abfallvermeidung auf kommunaler Ebene. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Rolle von Städten bei der Abfallvermeidung und der Notwendigkeit strategischer Konzepte sowie praktischer Umsetzungsstrategien. Es wird herausgearbeitet, dass das Initiieren von Abfallvermeidungsmaßnahmen auf kommunaler Ebene auf verschiedene Herausforderungen stoßen kann, wie beispielsweise die Abstimmung bestehender Konsum- und Entsorgungsmuster sowie das Fehlen geeigneter Anreize für Akteure. Es wird gezeigt, inwiefern der Ansatz der Zero Waste City ein Instrument zur Förderung der kommunalen Abfallvermeidung darstellen kann und welche Ziele und Maßnahmen die Zero Waste Cities Kiel und München in ihre Zero-Waste-Konzepte aufgenommen haben. Darüber hinaus werden Handlungsempfehlungen zur Stärkung der Abfallvermeidung in der Kommune, in der Verwaltung und in Bezug auf spezifische Abfallfraktionen präsentiert.
Abfallvermeidung steht an der Spitze der Abfallhierarchie und sollte daher mit höchster Priorität behandelt werden - auch in den Kreislaufwirtschaftspolitiken auf kommunaler Ebene. Ein Leitfaden mit 19 praxisorientierten Handlungsempfehlungen soll Kommunen nun unterstützen, Abfallvermeidung systematisch und erfolgreich umzusetzen.
Der Handlungsleitfaden ist ein Ergebnis des Projekts Circular Cities NRW: Das Wuppertal Institut hat gemeinsam mit der FernUniversität Hagen die 22 kreisfreien Städte in Nordrhein-Westfalen (NRW) sowie sechs internationale Referenzfälle in Bezug auf ihre Abfallvermeidungsmaßnahmen analysiert. Das Ergebnis: Die NRW-Städte gehen Abfallvermeidung zwar zunehmend an, allerdings bestehen große Unterschiede bei der Breite der Maßnahmen und den thematischen Schwerpunkten. Darüber hinaus haben die Forschenden viele nicht ausgeschöpfte Handlungspotenziale identifiziert.
Der Leitfaden enthält Maßnahmen, mit denen Kommunen Abfallvermeidung systematisch, verwaltungsweit, sektorenübergreifend und verknüpft mit anderen Klimaschutz- und Nachhaltigkeitsaktivitäten angehen können. Besonders interessant für die Kommunen: Einige der Handlungsempfehlungen sind einfach umzusetzen, kostengünstig und ermöglichen schnelle Abfallvermeidungserfolge.
Fortschreitende Digitalisierung und zunehmende Internationalisierung von Märkten bergen Herausforderungen für Unternehmen mit traditionell geprägten Arbeits- und Fertigungsstrukturen. Um den steigenden Anforderungen gerecht zu werden, sollten in diesen Unternehmen die digitale Arbeitsfähigkeit und Kompetenzen für Agilität ausgebaut werden. Dieser Beitrag beschreibt die Konzeption einer digitalen Plattform zur Steigerung derartiger Kompetenzen in kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU). Die digitale Kompetenzplattform soll insbesondere produzierenden KMU strukturschwacher Regionen helfen, ihre Agilität zu steigern und so zur Innovations- und Zukunftsfähigkeit des Unternehmens beitragen.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
The co-operation between municipalities and civil society actors and their independent impulses for urban development are discussed under the terms of co-production and city-making. This article summarises these activities as co-productive city-making (koSM). Forms of as well as advantages and disadvantages of koSM have been discussed in research and practice so far, but analyses of the longitudinal genesis of these activities and their significance for the development of a specific area are rare. This article uses the longitudinally collected, mixed-method data of a constellation analysis of the development of the Mirke neighbourhood in Wuppertal/Germany. Based on four points in time, the dynamics as well as the spatial development of the koSM can be presented - individually and in comparison to other developments. It can be seen that the koSM in the Mirke has grown at an above-average and dynamic rate and can accordingly be interpreted as a motor of neighbourhood development. Main actors and locations are identified. The study is the basis for a follow-up work analysing the reasons and structural effects of the koSM. The koSM is discussed both in its interrelations with municipal action and in its significance for integrated and sustainable urban development. The method of constellation analysis is critically discussed with regard to the relationship between effort and benefit.
How do recent changes in consumption in the wake of the COVID-19 pandemic affect the avoidance of packaging waste? How can an increase in packaging waste be countered and the previous trend towards unpackaged and reusable solutions be revived and promoted?
To tackle these questions, we use a systemic approach that regards packaging as a network of interrelated interests of industry (manufacturing and logistics), trade (retail and catering), consumers and the waste management sector. To analyse this network, we applied three methods. First, we analysed secondary sources such as surveys. Second, we conducted semi-structured interviews with seven actors from industry, consumer education and waste management in May and June 2020. Third, we used the questions from the interview guideline to do an online survey among representatives of the public waste management industry.
Cities around the globe are implementing innovative transport solutions as part of measures to address pertinent socio-economic and environmental challenges in urban areas and help drive the transition to low carbon development. Planning and implementing such solutions require an effective and collective approach that includes the needs and aspirations of all relevant stakeholders. In the planning and implementation of urban transport projects, capacity building components have assumed great significance but seem to be the most eluded activity for project implementers. The Living Lab concept, which allows for co-creation in innovation development, presents the opportunity to adopt innovative participatory approach in capacity building activities in transport projects; and is largely seen as a potential catalyst for rapid transformation to low carbon and sustainability transitions in cities. To this end, this paper highlights the usefulness of the Living Lab approach and provides some perspectives on how key elements of the approach are adapted in the process of assessing the capacity needs of nine (9) cities in planning and implementing e-mobility innovations. The cities are participating in an innovation research project. In the case studied, the project’s capacity needs assessment process was analyzed using an assessment framework built on four (4) key elements of the Living Lab approach, namely: extent of real-life contextualization, level of participation, diversity of stakeholders, and the time span of engagement. Insights from the assessment suggest that relevant project partners and city representatives with diverse expertise were actively involved from the onset and throughout the first 5 months of the project in defining and refining the capacity needs of partner cities based on local e-mobility conditions. This co-creative process helped determine priority areas where the need for capacity building mostly lied. Designing and operationalizing capacity building interventions tailored to the identified needs, as realized in the project, could therefore help build the necessary capacity and complement other measures aimed at developing e-mobility in the project’s partner cities.
The idea for the Green Recovery Tracker was born in spring 2020 when governments started making announcements on economic Corona recovery measures. From a climate and resilience perspective it is key that those recovery packages, investments and subsidies are in line with long-term climate and sustainability targets. Thus, recovery packages should not only boost the economy in the short-term, but also strike the path to a just transition towards climate neutrality.
Against this background, Wuppertal Institute and E3G have launched the Green Recovery Tracker project in late summer 2020 to shed light on the following questions: What can be considered an effective green recovery? What are good examples, which can be used as an inspiration for recovery programs aiming to support sustainable development? Where do the individual Member States stand with respect to aligning their recovery activities with the climate policy agenda?
In this report, you will find our Methodology as well our Policy Briefing highlighting our key takeaways of our country and sectoral analyses. It further includes a section on "What can we learn from our experience with the Green Recovery Tracker?". The briefing concludes with a "Guidance for future funding programs and achieving climate targets overall".
Berlin will bis 2045 klimaneutral werden und bis 2030 70 Prozent seiner CO2-Emissionen gegenüber 1990 reduzieren. Das größte Potenzial zur CO2-Vermeidung liegt im Gebäudesektor, in dem durch moderne Technologien der Einsatz fossiler Energien zu verringern ist. Im Verkehrssektor sind die CO2-Emissionen in den vergangenen Jahren sogar gestiegen: Rund 30 Prozent - das sind 5,6 Millionen Tonnen – der CO2-Emissionen in Berlin werden durch den Verkehr verursacht.
Das Berliner Energie- und Klimaschutzprogramm (BEK 2030) ist das zentrale Instrument auf dem Weg zu einer klimaneutralen Hauptstadt. Das Wuppertal Institut hat gemeinsam mit der Berliner Energieagentur GmbH und DIW Econ Empfehlungen für die Weiterentwicklung des Programms für den Umsetzungszeitraum 2022 bis 2026 entwickelt. Der Bericht basiert auf neun Monaten intensiven Beratungsgesprächen, an denen Bürger*innen sowie mehr als 500 Vertreter*innen aus Verwaltungen, dem Handwerk, der Ver- und Entsorgungsbranche, von Wohnungsunternehmen sowie von weiteren interessierten Institutionen teilgenommen haben. Es umfasst mehr als 70 Maßnahmenvorschläge in den Handlungsfeldern Energie, Gebäude, Verkehr, Wirtschaft sowie Privater Konsum und Haushalte, die mit den globalen Zielen des Berliner Klimaschutz- und Energiewendegesetzes konsistent sind. Die Senatsverwaltung für Umwelt, Mobilität, Verbraucher- und Klimaschutz wird nun aufbauend auf den wissenschaftlichen Empfehlungen eine Beschlussvorlage für den Senat erarbeiten.
Das Wuppertal Institut war federführend für die Bestimmung von sektoralen Zielpfaden sowie für die Maßnahmenentwicklung und -bewertung im Verkehrssektor verantwortlich. Zu den dort vorgeschlagenen Maßnahmen zählen unter anderem der Ausbau der Rad- und Fußverkehrsinfrastruktur sowie des ÖPNV, die Unterstützung der Antriebswende bei privaten und öffentlichen Fahrzeugflotten, die Ausweitung der Parkraumbewirtschaftung, aber auch die Neuaufteilung des knappen öffentlichen Raums zugunsten des Umweltverbunds und anderer Nutzungsformen.
In den letzten Jahren wurden zahlreiche Optimierungsmodelle entwickelt, um die Bewertung von Strategien für die zukünftige Entwicklung von Energieversorgungssystemen wissenschaftlich zu unterstützen. Analysen zur zukünftigen Ausgestaltung des Energiesystems und seines Betriebs, die auf der Anwendung dieser Modelle basieren, kommen jedoch meist zu unterschiedlichen Ergebnissen. Dies liegt zum einen an unterschiedlichen Annahmen in den Modelleingangsdaten, zum anderen an Unterschieden in den Modellformulierungen. Modelle zur Analyse nationaler Energiewendeszenarien unterscheiden sich in der Regel in ihrer räumlichen und zeitlichen Granularität sowie in ihrem technologischen Umfang und Detailgrad. Begrenzte Rechenkapazitäten machen einen Kompromiss zwischen diesen Dimensionen erforderlich. Eine hohe räumliche und/oder zeitliche Granularität geht somit mit einer starken Vereinfachung der Darstellung von Technologieeigenschaften einher. Diese Vereinfachungen können von Modell zu Modell unterschiedlich sein.
Vor dem Hintergrund dieser Problemstellung lag der Fokus des Projekts FlexMex auf der Bewertung des Einflusses der Modelleigenschaften auf die berechneten Ergebnisse. Um datenbedingte von modellbedingten Unterschieden zu trennen wurde somit ein einheitlicher Satz an Eingangsparametern entwickelt und in allen Modellen verwendet. Die Szenariovorgaben schließen dabei die techno- ökonomischen Technologieparameter, Brennstoff- und CO2-Zertifikatspreise, Annahmen zur Strom-, Wärme- und Wasserstoffnachfrage, das Dargebot der Stromerzeugung aus erneuerbarer Energie (EE) sowie die Potenziale von Lastmanagement und weiteren Flexibilitätsoptionen ein. Zudem wurden in den Szenarien ohne modellendogene Ausbauoptimierung auch die installierten Kapazitäten der betrachteten Energiewandler, -speicher und -netze harmonisiert. Die Ausnahme bildeten hier Untersuchungen mit Betrachtung einer modellendogenen Optimierung der Anlagenkapazitäten. Gemäß dem Fokus auf dem stündlichen Einsatz von Flexibilitätsoptionen wurden im Modellvergleich überwiegend Versorgungssysteme mit hohen Erzeugungsanteilen fluktuierender erneuerbarer Stromerzeugung aus Wind und Photovoltaik betrachtet.
Der Modellvergleich setzte sich aus zwei, aufeinander aufbauenden Teilen zusammen. Im ersten Teil des Vergleichs stand die detaillierte Analyse der Auswirkung von Unterschieden in den Modellierungsansätzen und der Abbildung einzelner Technologien im Vordergrund. Dafür wurden die betrachteten Flexibilitätsoptionen jeweils einzeln in einem stark vereinfachten System betrachtet. Dieses setzt sich zusammen aus fluktuierender Erzeugung aus Windenergie und Photovoltaik, jeweils mit der Option der Abregelung und der zu analysierenden alternativen Flexibilitätsoptionen. Aufgrund der Vielfalt der betrachteten Optionen - Stromspeicher, Stromübertragungsnetze, Lastmanagement und verschiedene Technologien der flexiblen Sektorenkopplung - ergeben sich daraus insgesamt 22 Modellläufen. Da sich die Unterschiede in der Technologieabbildung auf jeweils eine Technologie beschränken, können Abweichungen in den Ergebnissen diesen direkt zugeordnet werden.
Im zweiten Teil des Modellvergleichs wurden alle Flexibilitätsoptionen gemeinsam und folglich auch deren vielfältige Wechselwirkungen betrachtet. Im Rahmen der Betrachtung von 16 Testfällen wurde die sich aus der Modellwahl ergebende Unsicherheit in den Ergebnissen quantifiziert. Diese Testfälle unterscheiden sich im Ausbau von Windkraft- und Photovoltaikanlagen, in der Verfügbarkeit verschiedener Flexibilitätsoptionen, sowie in der Berücksichtigung eines endogenen Zubaus dieser Flexibilitätsoptionen.
Der Autoverkehr verursacht mit fast zwei Dritteln den Großteil der Verkehrsemissionen. Um das im Klimaschutzgesetz für den Verkehrsbereich festgelegte Sektorziel zu erreichen, müssten die Emissionen bis zum Jahr 2030 annähernd halbiert werden. Die Regierungsparteien haben sich im Koalitionsvertrag das Ziel gesetzt, die Zahl der in Deutschland zugelassenen vollelektrischen Pkw bis 2030 auf 15 Millionen zu erhöhen. Doch reichen 15 Millionen Elektroautos aus, um das CO2-Ziel dieses Sektors einzuhalten?
Das haben Wissenschaftler des Wuppertal Instituts in einer Studie im Auftrag von Greenpeace untersucht. Ihr Ergebnis: Mit dem im Koalitionsvertrag genannten Ziel von 15 Millionen E-Autos bis 2030 wird das Klimaziel im Verkehr verfehlt, sofern in anderen Bereichen keine zusätzlichen Maßnahmen ergriffen werden - beispielsweise den Verkehr in den ÖPNV zu verlagern.
The sales of pedelecs are currently skyrocketing in Germany and in many other places. As a low-carbon means of mobility, pedelecs have the potential to make a substantial contribution to the mobility transition.
This thesis employs practice theory as proposed by Shove et al. (2012) to investigate this quickly evolving phenomenon. The analysis is based on interviews with e-bike commuters which were investigated using template analysis and exploratory memos. To obtain a broad picture the practice, a maximum variance sampling strategy was carried out in two cities that vary substantially with regard to velomobility: Wuppertal and Münster.
This thesis one hand presents the first encompassing account on the practice elements which commuting by pedelec is composed of. It hence contributes to the debate about the depiction of practices. Furthermore, the thesis finds that pedelec commuting should be conceptualized as a variant of velomobility and not as a variant of motoring or as an independent practice. Yet, the elements integrated in pedelec-commuting are found to clearly differ from those of cycling, so that pedelec-commuting meets the requirements of everyday life much better than commuting on non-electrified bikes.
The findings of this thesis suggest several pathways to strengthening this novel practice. The capacity of e-biking to serve mundane trips can for example be supported through the normalization of the use of weather- and transport relevant materials and competences. Deeper linkages with interacting practices from other sectors, such as an integration of cycling materials (GPS-trackers) into policing practices, can also con-tribute to this goal.
With regard to research, the present work offers starting points for quantifications, for example on the relative importance of single elements as well as on the characteristics of their relations among each other or with regard to typical constellations of elements.
Wo stehen wir eigentlich in der Debatte um Suffizienz und Wohlstand nach dem Angriffskrieg Russlands gegen die Ukraine? Darauf versucht Wolfgang Sachs eine Antwort zugeben. In seinem zweiteiligen Essay plädiert er für eine Ökonomie des "Genug" als Gegenmittel zur Herrschaft des "Immermehr" und legt seine Überlegungen zu den Themen Suffizienz und Wohlstand dar.
Eingangs vermisst er die Energiepolitik zwischen Krieg und Anthropozän um dann zu der Schlussfolgerung zu gelangen, dass auch die erneuerbaren Energien nicht unendlich seien. Der expansiven Moderne könne man nur durch Suffizienz beikommen, und zwar nicht nur durch persönliche Genügsamkeit, sondern gerade durch Suffizienz in Technik, Geografie und der Menge von Produkten. Das veranschaulicht er an zahlreichen Beispielen aus den Bereichen Verkehr, Strukturentwicklung, Kreislaufwirtschaft und aus der Landwirtschaft. Als Abschluss bricht er eine Lanze für den Liberalismus, aber nicht nur für die individuelle Freiheit, vielmehr auch für die "Gleichfreiheit", die Freiheit aller Erdenbürger*innen. Das sei das heimliche Programm der Suffizienz.
Wo stehen wir eigentlich in der Debatte um Suffizienz und Wohlstand nach dem Angriffskrieg Russlands gegen die Ukraine? Darauf versucht Wolfgang Sachs eine Antwort zugeben. In seinem zweiteiligen Essay plädiert er für eine Ökonomie des "Genug" als Gegenmittel zur Herrschaft des "Immermehr" und legt seine Überlegungen zu den Themen Suffizienz und Wohlstand dar.
Eingangs vermisst er die Energiepolitik zwischen Krieg und Anthropozän um dann zu der Schlussfolgerung zu gelangen, dass auch die erneuerbaren Energien nicht unendlich seien. Der expansiven Moderne könne man nur durch Suffizienz beikommen, und zwar nicht nur durch persönliche Genügsamkeit, sondern gerade durch Suffizienz in Technik, Geografie und der Menge von Produkten. Das veranschaulicht er an zahlreichen Beispielen aus den Bereichen Verkehr, Strukturentwicklung, Kreislaufwirtschaft und aus der Landwirtschaft. Als Abschluss bricht er eine Lanze für den Liberalismus, aber nicht nur für die individuelle Freiheit, vielmehr auch für die "Gleichfreiheit", die Freiheit aller Erdenbürger*innen. Das sei das heimliche Programm der Suffizienz.
The impending climate catastrophe gives rise to an increased environmental awareness among many designers, who direct their work towards the paradigm of sustainability. While designing with an "ecological lens" is necessarily oriented towards the future, we highlight the past as an inspiring realm to explore. Rather than recycling materials, we encourage the recycling of ideas as a combination of historiographic and speculative design methods.
We will present a framework that extends the idea of design as a "projecting" activity into the idea of design as a constant negotiation process about the relevance and appropriateness of current and past technologies. Design revolves not just about what will be, but to a large extent about what should remain and what should recur, or as Jan Michl put it: "seeing design as redesign" (Michl 2002). We will illustrate the thought of designing futures with pasts by means of a research project that aims at developing a refrigerator for circular economy. The refrigerator - as the currently dominant technology to preserve food - will serve as a starting point to show how artefacts and architecture as well as human skills and knowledge in the preparation and preservation of food are historically interlinked. The history of food preservation unfolds not only along the evolution of the refrigerator, but encompasses household techniques like smoking, curing and fermenting, as well as long-forgotten architectural "answers" such as deep-freeze community buildings. We will revisit three historical examples of food preservation and present the method ‘throwing’ past ideas into the future.
Three main arguments are presented in this richly illustrated paper: First, that historiography is a form of designing, second, that designing is constituted and influenced by path dependencies (cf. David 1985) that are deeply rooted in the past and third, that the past is a valuable source of inspiration when designing for sustainable development. Looking at history becomes a way of "mental window shopping" (Simon 1985, 188) for approaches that are to be reactivated and transformed.
Ziel des Projektes war es, eine ressourceneffiziente Kreislauschließung in der Kunststoffwirtschaft durch verschiedene digitale Software und Sensorlösungen zu ermöglichen. Das Projekt war in folgende Arbeitspakete gegliedert:
Arbeitspaket 1: Bestimmung der Ist-Situation. Arbeitspaket 2.1: Entwicklung innovativer Prozessmesstechnik. Arbeitspaket 2.2: F&E zu einer digitalen Applikation. Arbeitspaket 2.3: Konzeption eines Wertschöpfungsnetzwerkes. Arbeitspaket 3.1: Erprobung und Optimierung. Arbeitspaket 3.1: Nachhaltigkeitsbewertung. Arbeitspaket 4: Aktivierung und Dissemination der Ergebnisse. Arbeitspaket 5: Kommunikation. Arbeitspaket 6: Projektmanagement.
Die Projekt-Ergebnisse werden im vorliegenden Abschlussbericht, gegliedert in diese Arbeitspakete, vorgestellt.
Als die 15-jährige Greta Thunberg an einem Freitag im August 2018 vor dem schwedischen Parlamentsgebäude in Stockholm ihren einsamen Klimastreik begann, ahnte niemand, dass sie in den Folgejahren unter anderem auf zwei Weltklimakonferenzen und vor der UN-Vollversammlung als Repräsentantin der größten Jugendbewegung der Welt - Fridays for Future - vielbeachtete Reden halten würde. Das, was Greta Thunberg auf der Weltbühne der Politik gelungen ist, sollte auch klimaschutzengagierten Schülerinnen in der Kommunalpolitik ermöglicht werden. Sie sollten von Entscheidungsträgerinnen und Entscheidungsträgern gehört und ernst genommen werden. Um ihren Forderungen für klimafreundliche Schulen auch gegenüber Kommunalpolitikerinnen und Kommunalpolitikern mehr Nachdruck verleihen zu können, müssen sie aber auch gestärkt und qualifiziert werden. So die Kernanliegen des Projekts Schools4Future, welches vom Wuppertal Institut sowie dem Büro Ö-quadrat aus Freiburg durchgeführt und vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert wird.
In his essay, the author presents a stock-taking of the debate on Green Deals. The starting point of this personal assessment is a brief outline of the content and impact of a study in which the author and colleagues published a first outline of a "Green New Deal for Europe" as a political response to the 2008 financial crisis. 2008 had been a critical juncture for mainstream economics: however, from the perspective of policy-learning, the period after has been a lost decade. The European Green Deal as presented by the European Commission in 2019 can be perceived as a historic milestone and confirmation of a regime change in mainstream economic policy in which ecological considerations gain in importance. Yet, the Deal suffers from major deficits. In sum, the European Green Deal could be interpreted as an insufficient attempt to take advantage of the rapidly closing windows of opportunity for a peaceful transition towards sustainability. On the eve of a planetary crisis, the governance of economic transitions towards sustainability needs to be improved and accelerated. Reflecting on the 2009 study A Green New Deal for Europe, this essay attempts to draw a few lessons and frugal heuristics for the policy-design of Green Deals.
Wie sehen lebenswerte Quartiersstraßen aus und wie gelingt es, die Zieldimensionen Verkehrswende, Klimaanpassung und Aufenthaltsqualität integriert zu betrachten? Diesen Fragen hat sich über 1,5 Jahre das Projekt "Lebenswerte Straßen, Orte und Nachbarschaften" für einen konkreten Straßenzug in Dortmund gewidmet. Basierend auf einem kollaborativ angelegten Beteiligungs- und Planungsprozess ist eine gleichermaßen ambitionierte wie gesellschaftlich tragfähige Planung entstanden. Der Artikel gibt einen Überblick über das Projekt, stellt die Planung vor und diskutiert Erkenntnisse, die für die Initiierung vergleichbarer Projekte, aber auch für Landes-/Bundespolitik Relevanz besitzen.
At the end of March 2022, the European Commission published its new EU Strategy for Sustainable and Circular Textiles. Its ambitious vision is to reduce textile waste, promote circular measures and minimise the negative environmental impacts of the textile industry. But what would a textile industry that keeps textiles in a closed loop look like, and what political conditions would be required in Germany? This Zukunftsimpuls paper by the Wuppertal Institute points to the role that Germany could play in the transformation towards a circular textile industry.
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.
Ziel des Projektes ist es neuartige Wärme- und Kälteerzeugungstechnologien sowie neue Lösungen zur Steigerung und Qualitätssicherung der Energieeffizienz und zur Integration erneuerbarer Energien in drei Case Studies - in GHD und Industrie - zu demonstrieren. Es soll gezeigt werden, wie die einzelnen Sektoren Strom, Wärme und Kälte effizient gestaltet werden können und durch eine Verknüpfung das Potenzial zur Flexibilisierung in der Industrie und im GHD-Sektor gehoben werden kann. Hierfür werden Markt- und Betreibermodelle entwickelt, die die Schnittstellen der Sektoren adressieren und die Einbindung der GHD- und Industriebetriebe in die Energiewirtschaft schaffen. Es werden zudem die identifizierten Flexibilitätsoptionen im Gebäudesektor in ein regionales und deutschlandweites Energiesystem- und Energiemarktmodell eingebunden, um deren Interaktion mit dem Energiesystem und die damit verbundenen Auswirkungen zu bewerten.
Das Projekt hat nicht nur das Ziel, mit einem breiten Blick den Nutzen einer Flexibilitätserhöhung in verschiedenen Gebäudetypen zu analysieren, sondern wird im Rahmen der Case Studies in konkreten Anwendungsfällen das Flexibilitätspotenzial heben und dadurch eine direkte Auswirkung auf die Erhöhung der Flexibilität im deutschen Energiesystem erreichen und die Energiewende vorantreiben. In den Case Studies wird u.a. auch detailliert untersucht, welche Investitionen in Mess-, Steuer- und Regelungstechnik (MSR-Technik), flexible Energiewandler und -Speicher nötig sind, um die Flexibilität in den Gebäuden signifikant zu erhöhen und damit einen positiven Beitrag zur Energiewende zu leisten. Die identifizierten Maßnahmen werden im Rahmen des Projekts in den Case Studies implementiert und technisch-wirtschaftlich analysiert.
Förderbanken vergeben in Deutschland jährlich mindestens 200 Milliarden Euro an Mitteln für Investitionen, die sonst nicht oder sehr viel später umgesetzt werden könnten. Sie arbeiten im öffentlichen Auftrag und richten ihre Tätigkeit an gesellschaftlichen Zielen aus. Diese Ziele haben sich weiterentwickelt. Angesichts von Klimawandel, Energiekrise und den Herausforderungen einer Kreislaufwirtschaft wollen sowohl die Länder als auch die Bundesregierung ihre Förderbanken umbauen. Gerade die Förderbanken der Länder müssen sich darum jetzt bereit machen für die "Weiterentwicklung von Förderbanken zu Transformationsbanken". Für die erfolgreiche Gestaltung dieses gesellschaftlichen Umbruchs brauchen sie Unterstützung. Wie dies gelingt, zeigt dieser Zukunftsimpuls.
Erzählungen
(2022)
Externalisierung
(2022)
Viele Begriffe werden im ökonomischen Raum gebildet. So gewann etwa "Governance" keinesfalls zuerst in der Politikwissenschaft, sondern im Kontext der ökonomischen Transaktionskostentheorie an Verbreitung. Hier stellt Governance ein Kostenoptimierungsinstrument dar: Je besser die Governance, desto geringer die Transaktionskosten.
Auch ein kleiner Ausflug in die Begriffsgeschichte der "Externalisierung" zeigt, dass sie zunächst in der ökonomischen Theorie und auf Kosten bezogen erwähnt wird. Diesen Strang skizzieren die Autorinnen im ersten Teil und erläutern dann, welche Ansätze den Externalisierungsbegriff aus der ökonomischen Engführung lösen.
Die These ist: Externalisierung bezieht sich nicht allein und auch nicht vor allem auf Kosten, sondern es handelt sich um ein Prinzip kapitalistischer Vergesellschaftung. Hier liegen auch zentrale Bezüge zur Politischen Ökologie, die die Autorinnen im zweiten Teil darlegen.
Herrschaft und Macht
(2022)
Zwei Großbegriffe wie Herrschaft und Macht in einem Artikel fassen zu wollen, ist eine arge Herausforderung. Doch es liegt nahe, beide Begriffe aufeinander zu beziehen und voneinander zu unterscheiden. Sie sind nicht einfach zu erhellen und werden oft synonym verwandt. Erschwerend kommt hinzu, dass begriffliche Großlandschaften in verschiedenen Sprachen unterschiedlich ausgeprägt sind. Im Englischen wird beispielsweise oft "power" anstelle von "Herrschaft" benutzt (etwa "critique of power" für "Herrschaftskritik").
Im ersten Abschnitt folgt die Autorin zunächst etymologischen Spuren in der deutschen Sprache und zeige dabei zugleich, dass beide Begriffe patriarchal eingefärbt sind. Sprache ist lebendig. Sie verändert sich - und sie ist selbst herrschaftlich. Anschließend skizziert die Autorin begriffliche Unterscheidungen und Ausprägungen, insbesondere bei Max Weber (in seiner Herrschaftssoziologie), bei Michel Foucault und bei Hannah Arendt. Derart ausgestattet legt die Autorin im zweiten Abschnitt dar, wie und anhand von was die Begriffe in der Politischen Ökologie verwandt werden oder verwandt werden könnten. Im Ausblick münden die Darlegungen in den Versuch einer Anwendung kritischer Herrschafts- und Machtanalyse ein.
Natur
(2022)
Natur (aus dem Lateinischen, griechisch "Physis") gilt als einer der umfassendsten Begriffe überhaupt. Daher scheint von vornherein aussichtslos, sie begrifflich definierend zu einem positiven Ende führen zu wollen. Gleichwohl bleiben Verständnisse von Natur und Vorschläge für eine Definition spannend, gerade auch mit Blick auf Mehrdeutigkeiten und Ambivalenzen.
Der Reallaboransatz hat seit seinem Aufkommen 2012 einen richtiggehenden Boom erfahren. Reallabore sind in ihrem originären Ansatz als Experimentierräume, Forschungsmodus und methodologisches Werkzeug konzipiert, um zu nachhaltiger Entwicklung und gesellschaftlicher Transformation beizutragen und diese zu beschleunigen. Wesentlicher Ansatzpunkt ist dabei, Wissenschaft und Praxis in transdisziplinären Settings und transformativen Prozessen eng miteinander zu verknüpfen. Die Wissenschaft bzw. die Forschenden, begeben sich dabei selbst in Wandlungsprozesse: Sie initiieren, experimentieren und beforschen zugleich. Praxisakteure setzen dabei Themen und forschen aktiv mit, so dass im Idealfall sowohl wissenschaftliche Theorie als auch gesellschaftliche Praxis von den Ergebnissen profitieren. Die Ausgestaltung von Reallaborprojekten hat in den letzten zehn Jahren eine Vielzahl von Differenzierungen in Inhalten, Settings, Methodik und Ausrichtung erfahren.
Die Konferenz "Nachhaltig wirken: Reallabore in der Transformation", die am 2. und 3. Juni 2022 in Karlsruhe stattfand, griff diese Entwicklungen auf, um gemeinsam mit der wachsenden Reallabor-Community den aktuellen Entwicklungsstand des Reallaboransatzes abzubilden. Organisiert vom Karlsruher Transformationszentrum für Nachhaltigkeit und Kulturwandel (KAT) in Zusammenarbeit mit den Gründungsinstitutionen des Netzwerkes Reallabore der Nachhaltigkeit, wurden auf der Tagung aktuelle methodische, konzeptionelle, praktische wie auch strategische Fragen aufgeworfen und diskutiert. Mit über 300 Teilnehmenden und 115 Beiträgen stellt sie die bislang größte und umfassendste Veranstaltung im Bereich der deutschsprachigen Reallaborforschung dar.
The circle is a ubiquitous metaphor in the current scientific and political debate on possible strategies for coping with the changes brought by the so-called "Anthropocene". Terms such as "recycling", "upcycling", "downcycling", "life cycle" or "circular economy" all refer to the same geometric shape, which in turn can be found in numerous diagrams illustrating the respective design approaches and political strategies. But how does the circle shape the way we think and act as designers? Is it an appropriate metaphor to guide us to feasible actions, or is its degree of simplification too far removed from reality? In this article we look at the circular economy as a designed model, and question the circle as a communication tool for the cultural project of sustainability. As the circle may carry the risk of an oversimplified, unattainable, even disillusioning ideal, we discuss various alternative images and forms for their potential to become metaphors of alternative models. The hole, the plate, the pasture, the wheel, the mill wheel, the hamster wheel, the vortex, the double helix, the spider web and the rhizome - as metaphors, they each open up different perspectives and approaches to reality, they each construct different relationships and dependencies between nature and culture. The aim of this article is less about postulating the end of the circle as a metaphor in the sustainability debate, as it is about to fathom the circle's ends as a metaphorical tool. In other words, when does the metaphor of the circle become too abstract? As designers we can say that falling in love with a form right at the beginning of a design process can be rather limiting, as hardly any alternatives will be considered, and all further decisions are subordinated to achieving the desired shape. Therefore, we would like to emphasise the contingency of the circular economy as a model. We would like to welcome the thought that the circle has an "end".
Das Ernährungssystem steht vor einer Vielzahl von Herausforderungen, wie unter anderem: hoher Treibhausgas-Emissionen, der Gefährdung der Biodiversität, der vermehrten ernährungsbedingten Krankheiten durch unausgewogener Ernährung sowie sozial-problematischen komplexen Lieferketten. Das erfordert nicht nur eine Transformation der Agrarwirtschaft sondern auch einen Wandel in den Ernährungs- und Lebensstilen aller Konsumierenden. Digitale und technologische Innovationen zu nutzen und weiterzuentwickeln kann helfen, diese Herausforderungen zu lösen. Vor diesem Hintergrund liefert die vorliegende Studie des Wuppertal Instituts Impulse, wie die Digitalisierung dazu beitragen kann Produktion und Konsum umzugestalten und welche Voraussetzungen dafür gegeben sein müssen.
Die Studie beschreibt die Ansatzpunkte für die Digitalisierung entlang der Wertschöpfungskette. Dazu zählen die Optimierung des Ressourceneinsatzes in der Landwirtschaft, etwa mithilfe von Smart Farming, die Unterstützung von Verbraucher*innen durch digitale Tools und Assistenzsysteme - beispielsweise mit Apps als Einkaufshilfe. Daneben erlauben auch neue Geschäftsmodelle und Rahmenbedingungen eine bessere Vernetzung von Produktions- und Konsumprozessen. Dazu gehören zum Beispiel neue digitale Absatzkanäle oder Prozessstufen-übergreifend Nachhaltigkeitskennzahlen wie beispielsweise CO2-Emissionen mitzuführen und zu kommunizieren, um allen Akteur*innen richtungssicheres Handeln zu ermöglichen.
The food system faces a multitude of challenges, including high greenhouse gas emissions, threats to biodiversity, increased diet-related diseases due to unbalanced diets, and socially problematic complex supply chains. This requires not only a transformation of the agricultural economy but also a change in the diet and lifestyles of all consumers. Developing and using digital and technological innovations can help to solve these challenges. In this context, the study provides impulses on how digitalisation can contribute to transforming production and consumption and which prerequisites have to be given to achieve this.
The study describes the approaches for digitalisation along the value chain. These include optimising the use of resources in agriculture - for example with the help of smart farming - and supporting consumers with digital tools and assistance systems - such as apps designed to support grocery shopping. In addition, new business models and a better connection between production and consumption processes are also possible. This includes, for example, new digital sales channels or tracking and communicating sustainability indicators such as CO2 emissions across all steps of the value chain in order to enable all stakeholders to take reliable action.
Offsetting enables countries and companies to meet part of their climate change mitigation obligations by using mitigation outcomes generated elsewhere - in lieu of own emission reductions. This report explores the future role of offset approaches and how they could be successfully integrated into a post-2020 climate regime by focusing both the supply and demand side. For this purpose, the report develops a conceptual approach that derives a normative vision of what should be considered a successful offset use in a top-down manner to then link this vision to specific factors on the ground in sectors and jurisdictions where offsets will be generated and used. It explores how these factors influence the successful operationalisation of the offset approach and how they can inform its design. In addition, the report also explores six conceptual design aspects to providing recommendations on how to take these factors into account during the design of the offset approach. Based on these findings, the authors derive overarching policy recommendations on the integration of offsets into carbon pricing schemes.
This report develops an evaluation framework that policymakers can use to identify whether offsets can add value and uphold environmental integrity of a compliance scheme. It uses a scoring framework on factors to: (1) identify which sectors have hard-to-abate emissions that can justify demanding offsets as cost-containment measures for ambitious climate policies; and (2) identify mitigation activities that are otherwise inaccessible, fosters sustainable development, and the extent to which it enables transformative sectoral action to be eligible to supply offsets. This evaluation framework identifies the optimal conditions that make factors successful in either having sectors demand offsets, or specific mitigation activities supply offsets. Sectoral emissions that are hard-to-abate are those that are technically unavoidable due to a lack and maturity of technologies, and therefore should be allowed to have cost-containment measures - such as offsets - to avoid adverse economic ramifications such as carbon leakage. Mitigation activities that can supply offsets are those that are currently inaccessible to local actor’s due to lack of access to technology, finance or capabilities. Allowing these mitigation activities to be eligible to supply offsets allows to pilot such activities and realize mitigation outcomes outside the original scope of the compliance scheme. This report has chosen selected sectors and mitigation activities to illustrate how this framework can be applied at the global level. It recognizes that country-specific factors can change the assessment of whether the offset approach will add value and uphold environmental integrity to proposed compliance schemes of a country. The report further proposes practical steps policymakers can do to undertake an evaluation at the national level.
More and more cities are setting themselves ambitious climate protection targets, including CO2 neutrality. Schools are important institutions of cities and therefore they have to play a central role in achieving this goal.
With the investment backlog building up and pressure from the Friday for Future movement increasing, the Wuppertal Institute and Büro Ö-quadrat have initiated the project Schools4Future, aiming to support secondary schools to become climate-neutral. In cooperation with secondary school students and teachers, the project team evaluated the existing situation of the participating schools and developed GHG-balances and feasible climate protection concepts. For this purpose, an Excel-based carbon footprint (CF) assessment tool for schools has been developed which is freely available. The tool covers all important emission areas, including heating energy, electricity use, travel to and from schools, school trips, the school canteen and paper consumption. The students were found capable to conduct the CF assessment with the guidance of the teacher, information materials and support of the researchers. So far, six pilot schools have completed their CF assessment with emissions ranging between 335 and 944 kg CO2 per person.
In this paper we present the tool and compare the CF assessment of some schools. We further elaborate on how the tool and project has increased the climate awareness and self-efficacy of students and even stimulated measures by the school board.
A clear understanding of socio-technical interdependencies and a structured vision are prerequisites for fostering and steering a transition to a fully renewables-based energy system. To facilitate such understanding, a phase model for the renewable energy (RE) transition in MENA countries has been developed and applied to the country case of Yemen. It is designed to support the strategy development and governance of the energy transition and to serve as a guide for decision makers.
The transition towards REs is still at a quite early stage in Yemen. The military conflict has prevented the implementation of most of the planned large-scale renewable projects. The political instability, the high dependence on fossil fuels, and poor administrative performance are the most pressing concerns for Yemen's electricity sector. At an operational level, Yemen requires a total retrofit of the electricity infrastructure and needs to expand its overall capacity while improving its efficiencies.
Despite these challenges, rebuilding the energy system after the political turmoil and the subsequent violent conflicts could offer Yemen the capability to transition towards renewables. This will provide short-term and long-term opportunities and avoid stranded investments in fossil-fuel capacities.
The priority is to improve the framework conditions for RE in Yemen, starting with the development of a long-term strategy up to 2030 and beyond. Also, an appropriate and transparent legislation must be created. Furthermore, based on the legislation, clear regulations for REs must be introduced, and a realistic timeframe for expansion must be established in order to promote acceptance and market development on a large scale.
The results of the analysis along the transition phase model towards 100% RE are intended to stimulate and support the discussion on Yemen's future energy system by providing an over-arching guiding vision for the energy transition and the development of appropriate policies.
A clear understanding of socio-technical interdependencies and a structured vision are prerequisites for fostering and steering a transition to a fully renewables-based energy system. To facilitate such understanding, a phase model for the renewable energy (RE) transition in the Middle East and North Africa (MENA) countries has been developed and applied to ten countries: Algeria, Egypt, Iraq, Israel, Jordan, Lebanon, Morocco, Palestine, Tunisia, and Yemen. This report synthesises the results of these ten studies.
The analysis shows that the state of the energy sector in the MENA region varies from country to country, but some underlying trends are present in all countries. In the majority of countries, energy prices are subsidised, and energy markets are mostly not liberalised. The energy demand in all analysed countries is growing and most grid systems are poorly interconnected across borders. Still, the expansion of RE in the MENA region can benefit from significant global progress and cost reductions in RE technologies.
Reducing greenhouse gas (GHG) emissions is not the only key driver for energy transition. In fact, the main motives for transition are that RE can help to meet growing demand, reduce dependence on imports, increase energy security, and provide opportunities for economic development.
All countries studied have RE targets. While some countries are on track to meet these targets, others need to increase their efforts to expand renewable electricity generation in order to meet their goals. Strong progress has been made in countries with limited fossil energy resources, while in some countries that produce and export large amounts of fossil energy resources, the energy transition is progressing rather slowly.
A clear understanding of socio-technical interdependencies and a structured vision are prerequisites for fostering and steering a transition to a fully renewables-based energy system. To facilitate such understanding, a phase model for the renewable energy transition in MENA countries has been developed and applied to the case of Palestine. It is designed to support the strategy development and governance of the energy transition and to serve as a guide for decision-makers.
The transition towards renewable energies is still at a very early stage in Palestine. The long-standing political conflict between Palestine and Israel has prevented the large-scale deployment of renewable energy due to land restrictions. Palestine's political instability, its geographically fragmented territories, and its high dependence on Israel's imports are the most pressing concerns for Palestine’s electricity sector. At the operational level, particularly the transmission and distribution infrastructure need to be better interconnected, renewed and expanded to accommodate larger volumes of renewable electricity and at the same time improve efficiency.
The modelled demand development shows that Palestine will most likely have to continue importing electricity even if the potential of renewable energy is fully exploited. This underlines the importance of sustainable energy partnerships for Palestine. The results of the analysis along the transition phase model towards 100% renewable energy are intended to stimulate and support the discussion on Palestine's future energy system by providing an overarching guiding vision for the energy transition and the development of appropriate policies.
Energy Efficiency First (EEF) is an established principle for European Union (EU) energy policy design. It highlights the exploitation of demand-side resources and prioritizes cost-effective options from the demand-side over other options from a societal cost-benefit perspective. However, the involvement of multiple decision-makers makes it difficult to implement. Therefore, we propose a flexible decision-tree framework for applying the EEF principle based on a review of relevant areas and examples. In summary, this paper contributes to applying the EEF principle by defining and distinguishing different types of cases - (1) policy-making, and (2) system planning and investment - identifying the most common elements, and proposing a decision-tree framework that can be flexibly constructed based on the elements for different cases. Finally, we exemplify the application of this framework with two example cases: (1) planning for demand-response in the power sector, and (2) planning for a district heating system.
This thesis conceptualizes the school as a socio-technical system, in which change towards sustainable development and a transition towards more climate awareness are necessary. The multi-level perspective (MLP) framework is applied to the German school system and to climate protection projects (CPPs) as examples of niche activities integrating climate protection (CP) in the school. The thesis utilizes the analytical levels of the MLP (landscape, regime, and niche) and the concept of regulative, cognitive, and normative rules and addresses the question: How do actors in CPPs perceive drivers and barriers for transitioning towards more climate awareness in the German school system? The data were collected through expert interviews and analyzed by conducting a qualitative content analysis.
The results show that the German school system is characterized by an inherent rigidity, deep-set normative role dynamics, and an unappreciated role of schools in society. They also highlight the importance of public pressure, strategic CP orientation, and hands-on approaches. CPPs can be a driving force for this in individual schools, but, overall, CP needs to be addressed more systematically in the school and more substantial efforts and reforms are necessary. Highly motivated niche actors play an important role and represent key drivers for such developments.
This thesis reveals the complex and systemic nature of the challenges the German school system is faced with. It highlights the difficulties of integrating CP and the importance of substantial and transformative political action. The thesis demonstrates the crucial need to recognize the significance of schools and their actors for society and to integrate new methods and approaches into the school. This thesis also contributes to the body of literature on socio-technical systems and sustainability transitions. It offers an operationalization of the MLP and reveals strengths and limits as well as future research outlooks.
This paper discusses options to increase mitigation ambition in crediting mechanisms that serve the Paris Agreement (PA), such as the Article 6.4 mechanism. Under the Clean Development Mechanism and other crediting mechanisms, baselines have been specified in the form of greenhouse gas (GHG) intensity factors and linked to business-as-usual developments. This means that with increasing production of goods and services through carbon market activities, absolute emissions may increase or fall only slowly. At a global level, such an approach widens the "emissions gap". To enable continued use of emissions intensity baselines in crediting mechanisms while being in line with the PA’s goal to pursue efforts to limit temperature rise to 1.5˚C, we propose to apply an "ambition coefficient" to emissions intensities of technologies when establishing the baseline. This coefficient would decrease to reflect increasing ambition over time, and reach zero when a country needs to reach net zero emissions. Due to the principle of common but differentiated responsibilities and respective capabilities, the coefficient would fall more quickly for developed than for developing countries. The latter would be able to generate emission reduction credits well beyond 2050, while for the former, crediting would stop around 2035 or before. An ambition coefficient approach would generate certainty for carbon market investors and preserve trust in international carbon markets that operate in line with the agreed, long-term ambition of the international climate regime.
Die Bundesrepublik Deutschland hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2045 klimaneutral zu werden. Das kann nur funktionieren, wenn fossile Rohstoffe durch erneuerbare Energien ersetzt werden - insbesondere in den Bereichen Industrie und Verkehr. Ein wesentlicher Baustein in diesem Transformationsprozess ist die Errichtung einer Wasserstoffwirtschaft, innerhalb derer Strom aus erneuerbaren Energien in grünen Wasserstoff umgewandelt und dieser als Energieträger vor allem in den Bereichen Industrie und Verkehr angewendet wird.
A large number and variety of activities are being undertaken to introduce Digital Product Passports (DPPs). However, only a few DPPs have made it into practice so far, so there is some uncertainty about which impact DPPs will actually have. With this paper, we aim to provide a structured overview of the current development of DPPs. We provide insights of 76 current corporate, policy, and research activities that exist and their objectives. To allow for a structured assessment and discussion of the diverse approaches we defined 13 criteria for a comparable description, categorization and evaluation. We expect that this overview will not only encourage feedback and contributions from the DPP community, as well as valuable discussions with and among experts. It is also intended to help promote and facilitate the adoption of DPPs for the Circular Economy by facilitating collaborations and suggestions for ongoing activities.
What is necessary to reach net zero emissions in the transport sector on a global level? To keep limiting global warming to 1.5° C within reach, the world has to decarbonise by mid-century, with every sector contributing as much as possible as soon as possible. This paper identifies what has to be done in road transport, aviation, and shipping to achieve net zero emission in the transport sector.
For this purpose, it first sets the scene by providing an overview of the origins and impacts of the concept of net zero emissions in international climate policy as well as of the current state and future prospects of global transport emissions using currently available scenarios for low-emission and net zero transport.
While for staying below 1.5° C, the basic approach to reducing transport emissions remains unchanged from what has been suggested in the past, the set, intensity and pace of actions as to shift fundamentally. Without first drastically reducing traffic volume and shifting transport demand to low-emission modes, reaching net zero transport will not be feasible: the amount of additional electricity required to fully electrify the sector with renewable energy is otherwise just too huge.
After portraying key instruments for achieving net zero emissions in land transport, aviation, and shipping, this paper identifies key barriers for net zero transport. Based on this analysis, the authors recommend the following to be able to move transport to net zero:
1. Adapt Decarbonisation Strategies to Different Transport Sub-sectors
2. Prioritise and Significantly Increase Investment in Zero-/low-carbon Infrastructure
3. Massively Invest in the Development and Roll out of Zero-/low-emission Technologies
4. Focus on a Just Transition to Overcome Social and Political Barriers
5. Increase International Support and Cooperation
Zentraler Ausgangspunkt des Vorhabens war die Frage nach der Rolle und Bedeutung von transformativem Lernen im Kontext sozial-ökologischer Transformationen und wie dieses im Rahmen schulischer und außerschulischer Umweltbildung und BNE ermöglicht und von der Umweltpolitik gestärkt und adressiert werden kann. Dazu entwickelte das Projekt in Kooperation zwischen Schulen und zivilgesellschaftlichen Nachhaltigkeitsinitiativen Lernwerkstätten im Modus des Service Learning und erprobte mittels Reallaborforschung, wie gesellschaftliches Engagement von Jugendlichen an Orten sozialer Innovationen mit fachlichem Lernen im Unterricht verknüpft werden kann. Der Schlussbericht präsentiert die zentralen theoretischen und empirischen Erkenntnisse des Projekts und liefert zudem eine umfassende Literaturanalyse zu bestehenden konzeptionellen Lerntheorien und Ansätzen um transformatives Lernen, BNE und Service Learning. Die Empfehlungen zur Förderung von Lernen im Kontext sozial-ökologischer Transformationsprozesse richten sich an Entscheidungsträger*innen in Umwelt- und Bildungspolitik und zeigen, dass hierfür das Lernen durch Engagement an Orten sozialer Innovationen als auch das Lernen in Kooperationen besonderes Potential haben.
Community-based approaches to natural resource management are being discussed and experienced as promising ways for pursuing ecological conservation and socio-economic development simultaneously. However, the multiplicity of levels, scales, objectives and actors that are involved in sustainability transformations tends to be challenging for such bottom-up approaches. Collaborative and polycentric governance schemes are proposed for dealing with those challenges. What has not been fully explored is how knowledge from local contexts of community-based initiatives can be diffused to influence practices on higher levels and/or in other local contexts. This study explores how theoretical advances in the diffusion of grassroots innovation can contribute to understanding and supporting the diffusion of knowledge and practices from community-based initiatives and proposes a transdisciplinary approach to diffusion. For that aim, we develop an analytical perspective on the diffusion of grassroots innovations that takes into consideration the multiplicity of actors, levels and scales, the different qualities/types of knowledge and practices, as well as their respective contributions. We focus on the multiplicity and situatedness of cognitive frames and conceptualize the diffusion of grassroots innovations as a transdisciplinary process. In this way three different diffusion pathways are derived in which the knowledge and practices of grassroots initiatives can be processed in order to promote their (re)interpretation and (re)application in situations and by actors that do not share the cognitive frame and the local context of the originating grassroots initiative. The application of the developed approach is illustrated through transdisciplinary research for the diffusion of sustainable family farming innovations in Colombia. This conceptualization accounts for the emergence of multiplicity as an outcome of diffusion by emphasizing difference as a core resource in building sustainable futures.
Transponder-based Aircraft Detection Lighting Systems (ADLS) are increasingly used in wind turbines to limit beacon operation times, reduce light emissions, and increase wind energy acceptance. The systems use digital technologies such as receivers of digital transponder signals, LTE/5G, and other information and communication technology. The use of ADLS will be mandatory in Germany both for new and existing wind turbines with a height of >100 m from 2023 (onshore) and 2024 (offshore), so a nationwide rollout is expected to start during 2022. To fully realize the benefits while avoiding risks and bottlenecks, a thorough and holistic understanding of the efforts required and the impacts caused along the life cycle of an ADLS is essential. Therefore, this study presents the first multi-aspect holistic evaluation of an ADLS. A framework for evaluating digital applications in the energy sector, previously developed by the authors, is refined and applied. The framework is based on multi-criteria analysis (MCA), life cycle assessment (LCA), and expert interviews. On an aggregated level, the MCA results show an overall positive impact from all stakeholders’ perspectives. Most positive impacts are found in the society and politics category, while most negative impacts are of technical nature. The LCA of the ADLS reveals a slightly negative impact, but this impact is negligible when compared to the total life cycle impact of the wind turbines of which the ADLS is a part. Besides the aggregated evaluation, detailed information on potential implementation risks, bottlenecks, and levers for life cycle improvement are presented. In particular, the worldwide scarcity of the required semiconductors, in combination with the general lack of technicians in Germany, lead to the authors’ recommendation for a limited prolongation of the planned rollout period. This period should be used by decision-makers to ensure the availability of technical components and installation capacities. A pooling of ADLS installations in larger regions could improve plannability for manufacturers and installers. Furthermore, an ADLS implementation in other countries could be supported by an early holistic evaluation using the presented framework.
Digital product passport : the ticket to achieving a climate neutral and circular European economy?
(2022)
The introduction of a Digital Product Passport (DPP) is an opportunity to create a system that can store and share all relevant information throughout a product's life cycle. This would provide industry stakeholders, businesses, public authorities and consumers with a better understanding of the materials used in the product as well as their embodied environmental impact.
With the COVID-19 pandemic, the Russian invasion of Ukraine and the cost-of-living crisis, now is a critical moment to transform our economic and business models, while also addressing the huge scale of material emissions. DPPs can be a pivotal policy instrument in this goal. Furthermore, DPPs can accelerate the twin green and digital transitions as part of EU efforts to deliver positive climate action and sustainable economies.
In 2020, the European Commission (EC) adopted a new Circular Economy Action Plan (CEAP), which emphasised the need for circular economy initiatives to consider the entire life cycle of products, from the production of basic materials to end-of-life disposal. The Circular Economy Package published in March 2022 includes a proposal for an Ecodesign for Sustainable Products Regulation (ESPR), which builds upon the Ecodesign Directive that covers energy-related products.
A DPP will form a key regulatory element of the ESPR by enhancing the traceability of products and their components. This will provide consumers and manufacturers with the information needed to make better informed choices by taking their environmental impact into consideration.
As discussed in the report, there is widespread agreement amongst business leaders that a well-designed DPP could have both short- and longer-term benefits, improving access to reliable and comparable product sustainability information for businesses, consumers and policymakers.
A well-designed DPP can unify information, making it more readily accessible to all actors in the supply chain. This will support businesses to ensure an effective transformation towards a decarbonised industry. It could also create incentives for companies to make their products more sustainable, as improving access to reliable and consistent information across supply chains will make it easier for customers to make comparisons.
Partizipation und Akzeptanz : Synthesebericht 5 ; Ergebnissynthese des SINTEG-Förderprogramms
(2022)
Wie gelingt die Energiewende? Wie kann ganz Deutschland umweltverträglich, sicher und wirtschaftlich mit hohen Anteilen erneuerbarer Energien versorgt werden? Diesen Fragen widmete sich das Förderprogramm "Schaufenster intelligente Energie - Digitale Agenda für die Energiewende (SINTEG)" des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK). Von 2016 bis 2020 wurden in den fünf Modellregionen C/sells, DESIGNETZ, enera, NEW 4.0 und WindNODE Ansätze für die digitale Energiezukunft erprobt, Handlungsempfehlungen identifiziert und Lösungen entwickelt.
Gemeinsam mit dem Beratungsunternehmen ifok GmbH führte das Wuppertal Institut die SINTEG-Ergebnisse für das Synthesefeld 5 "Partizipation & Akzeptanz" zusammen und werteten diese aus. Im entsprechenden Synthesebericht 5 wird deutlich, dass für das Gelingen der Energiewende eine möglichst breite Akzeptanz und die Beteiligung der Bevölkerung entscheidend sind.
Es wurden spezifische Blaupausen zur Einbindung der Bevölkerung erarbeitet, die Akteur*innen aus Politik, Wirtschaft und Wissenschaft dabei unterstützen, jeweils für sie geeignete Formate zur Beteiligung einzusetzen. Insbesondere richten sich diese Blaupausen an die Kommunalpolitik, lokale Energieversorger, Stadtwerke sowie Expert*innen aus den Beteiligung- und Kommunikationswissenschaften.
Das Energiesystem der Zukunft wird stark durch Elektrifizierung geprägt sein. Für die Langzeitspeicherung von Energie sowie für Bereiche, die sich nicht sinnvoll durch Strom defossilieren lassen, werden aber auch in Zukunft chemische Energieträger benötigt. Das Ziel der Klimaneutralität bedingt, dass diese Energieträger vollständig emissionsfrei aus erneuerbaren Energien (EE) hergestellt werden. Diese grünen Energieträger sind transportier- und handelbar, sodass sich ein internationaler Markt für grünen Wasserstoff und seine Folgeprodukte entwickeln wird.
Derzeit gibt es diesen Markt noch nicht. Grüner Wasserstoff ist preislich noch nicht konkurrenzfähig gegenüber fossilen Brennstoffen. Den größten Anteil am Wasserstoffpreis haben die Kosten für die Elektrolyseanlage sowie die Kosten für die Strombereitstellung. Die besten Bedingungen für die Wasserstoffproduktion bieten daher EE-Standorte und Technologien mit hohen Volllaststundenzahlen, an denen auch der Elektrolyseur bei wenig EE-Abregelung auf viele Betriebsstunden kommt.
Causal strands for social bonds : a case study on the credibility of claims from impact reporting
(2022)
The study investigates if causal claims based on a theory-of-change approach for impact reporting are credible. The authors use their most recent impact report for a Social Bond to show how theory-based logic models can be used to map the sustainability claims of issuers to quantifiable indicators. A single project family (homeownership loans) is then used as a case study to test the underlying hypotheses of the sustainability claims. By applying Bayes Theorem, evidence for and against the claims is weighted to calculate the degree to which the belief in the claims is warranted. The authors found that only one out of three claims describe a probable cause–effect chain for social benefits from the loans. The other two claims either require more primary data to be corroborated or should be re-defined to link the intervention more closely and robustly with the overarching societal goals. However, all previous reported indicators are below the thresholds of the most conservative estimates for fractions of beneficiaries in the paper at hand. We conclude that the combination of a Theory-of-Change with a Bayesian Analysis is an effective way to test the plausibility of sustainability claims and to mitigate biases. Nevertheless, the method is - in the presented form - also too elaborate and time-consuming for impact reporting in the sustainable finance market.
Household food waste is determined by a complex set of routinized behaviors, and disruption of these routines may allow for a decrease in this vast amount of food waste. The current study examines such a disruption of household routines: the meal box. The potential of meal boxes to diminish different types of household food waste is investigated for the first time, across different countries. After providing a framework comparing the effects of different types of meals on food waste, we subsequently examine the effects of subscription-based food supply (i.e., meal boxes) on total meal waste as well as on the different types of food waste: preparation, cooking, and plate waste. Our dataset contains 8747 meal observations from 955 households in six countries. Results from a Bayesian multilevel hurdle-lognormal model with random intercept show that, overall, meal boxes reduce total meal waste in comparison to traditionally cooked dinners (38% reduction). Meal boxes especially lower the occurrence and amount of pan-and-pot food that is wasted (i.e., cooking waste), and also lower the amount of meal preparation waste, yet lead to a higher occurrence of both preparation and plate waste compared to traditional meals. This shows how differences between meals affect household food waste, something that has received little prior research attention. Furthermore, whereas most prior research has focused on overall household food waste, our study illustrates that distinguishing between different types of household food waste can provide important new insights.
Food and nutrition systems are linked to all Sustainable Development Goals (SDGs), which makes their transition toward social-ecological behavior patterns crucial for an overarching sustainability transformation. The perspective of (urban) logistics is of special interest. It couples the production and consumption physically and virtually. In this context, we shed light on the design of the turnover point of food in urban areas from the supply chain toward consumers and contribute to an overarching systemic perspective toward establishing a sustainable multilevel food system. We describe current patterns in urban food systems and propose several principles for sustainable design of (urban) food systems based on concepts such as (regional) collaboration and food literacy. Using these principles, we provide four design scenarios that concretely imagine future urban food consumption and production patterns titled "slow stock supply service," "deliver into the daily walk," "central district food depot," "super food action place." With this work we provide a starting for reflecting whether certain combinations of principles actually lead to patterns of daily life that are feasible, acceptable, or desirable. Moreover, we provide an initial qualitative assessment to stimulate further research that explores scenario pathways and incorporates additional indicators regarding the impact on social-ecological. We open up various research questions with regard to the overarching question of how urban food logistics should be designed to be consistent with the SDGs.
The war in Ukraine is changing the political landscape at breakneck speed. How should politics and society react to high energy prices and a precarious dependence on fossil fuels imports? Can modern societies get by with much less energy? Energy sufficiency can play an important role in answering these questions. The contributions in this Special topic explore sufficiency as an interdisciplinary research topic for energy modeling, scenarios, and policy.
Impact chains are used in many different fields of research to depict the various impacts of an activity and to visualize the system in which this activity is embedded. Research has not yet conceptualized impact chains specifically for energy sufficiency policies. We develop such a concept based on current evaluation approaches and extend these by adding qualitative elements such as success factors and barriers. Furthermore, we offer two case studies in which we test this concept with the responsible climate action managers. We also describe options for integrating these impact chains into different types of energy models, which are key tools in policy consulting.
Ende März 2022 veröffentlichte die Europäische Kommission ihre neue EU-Strategie für nachhaltige und zirkuläre Textilien. Die ambitionierte Vision: Textilabfälle sollen reduziert, zirkuläre Maßnahmen gefördert und negative Umweltfolgen der Textilindustrie minimiert werden. Doch wie sieht eine Textilwirtschaft, die Textilien im Kreislauf führt, aus und welche politischen Anforderungen ergeben sich daraus für Deutschland? Der vorliegende Zukunftsimpuls des Wuppertal Instituts zeigt, welche Position Deutschland in der Transformation hin zu einer zirkulären Textilindustrie einnehmen könnte.
Zur Gestaltung von tiefgreifenden Transformationsprozessen fehlen oft handlungsleitende Kompetenzen und der Mut, Strukturen aufzubrechen.
Dafür braucht es andere Lernformen und neue Räume des Lernens für nachhaltigen Wandel. Um solche zu etablieren, haben die Vereinten Nationen die Dekade des Handelns ausgerufen, in deren Rahmen zwei Projekte des Wuppertal Instituts gestartet sind: die Transformationsakademie und HumboldtN.
Accelerating circular economy solutions to achieve the 2030 agenda for sustainable development goals
(2022)
Circular economy seems a vital enabler for sustainable use of natural resources which is also important for achieving the 2030 agenda for sustainable development goals. Therefore, a special session addressing issues of "sustainable solutions and remarkable practices in circular economy focusing materials downstream" was held at the 16th International Conference on Waste Management and Technology, where researchers and attendees worldwide were convened to share their experiences and visions. Presentations focusing on many key points such as new strategies, innovative technologies, management methods, and practical cases were discussed during the session. Accordingly, this article compiled all these distinctive presentations and gave insights into the pathway of circular economy towards the sustainable development goals. We summarized that the transition to circular economy can keep the value of resources and products at a high level and minimize waste production; the focus of governmental policies and plans with the involvement of public-private-partnership on 3Rs (reduce, reuse, and recycle) helps to improve the use of natural resources and take a step ahead to approach or achieve the sustainability.
In Germany, the number of renewable energy prosumers has increased rapidly since 2000. However, the development of prosumers has faced and will continue to face various economic, social, and technological challenges, which have triggered the emergence of a number of innovative business models (BM). This paper enriches the empirical basis for prosumer-oriented BMs by investigating two BM innovations in Germany (P2P electricity trading and aggregation of small-size prosumers) drawing on business model and socio-technical transition theories. A mix of qualitative data collection methods, including document analysis and semi-structured expert interviews, was applied. We found that while both BMs can potentially address the challenges associated with renewable energy prosumer development in Germany, small-scale prosumers’ participation in both BMs has been limited so far. We identified various internal and external drivers and barriers for scaling up these BMs for prosumer development in Germany. Despite these barriers, both aggregation and centralized P2P targeting prosumers may potentially be also taken up by incumbent market actors such as utilities. Decentralized P2P on the other hand still faces significant internal and external barriers for upscaling. Based on the analysis, the paper provides policy recommendations with respect to the identified drivers and barriers. From a theoretical perspective, our findings provide further evidence to challenge the dichotomous understanding of niche actors and incumbents, the latter of which are often theorized to be resistant to radical innovations.
Allesfresser und Habenichtse
(2022)
In diesem Essay stellt der Autor die Frage nach der Verantwortung für die Umwelt und wie diese Pflicht gegenüber dem Planeten Erde gerecht zwischen den Menschen, Kulturen und Gesellschaften, die ihn bewohnen, verteilt werden kann. Seine kurze Geschichte der Umweltgerechtigkeit fasst knapp und verständlich zusammen, wie sich der Blick auf Umweltschutz seit 1970 gewandelt hat und was das für die Menschenrechte und internationale Gerechtigkeit bedeutet.
Energiesparen ist durch den Krieg in der Ukraine das Gebot der Stunde, um uns unabhängig von russischen Energieträgern zu machen; vor Kriegsbeginn spielte dieses Thema keine allzu große Rolle in der breiteren politischen Diskussion. In Szenarien und Strategien, wie mittel- und langfristige Klimaziele erreicht werden könnten, gewann das Thema Energiesparen durch Energiesuffizienz in den vergangenen Jahren hingegen immer mehr an Bedeutung, wobei die technischen Strategien Effizienz und Konsistenz, also die Umstellung auf erneuerbare Energien, noch immer maßgebend sind.
In diesem Beitrag zeigen wir, welche Rolle das Senken des Energieverbrauches spielt, um Klimaziele zu erreichen, und warum dies eine geeignete Möglichkeit ist, multiple Krisen gleichzeitig zu lösen. In Hinblick darauf ist Energiesuffizienz unabdingbarer Bestandteil möglicher Lösungsstrategien. Außerdem skizzieren wir, welche kurz, mittel- und langfristigen Politikinstrumente derzeit diskutiert werden, und ergänzen dies um weitere Ideen zu Einsparpotenzialen sowie um Umsetzungsbeispiele.
The food system plays a crucial role in mitigating climate change. Even if fossil fuel emissions are halted immediately, current trends in global food systems may prevent the achieving of the Paris Agreement's climate targets. The high degree of variability and uncertainty involved in calculating diet-related greenhouse gas emissions limits the ability to evaluate reduction potentials to remain below a global warming of 1.5 or 2 degrees. This study assessed Western European dietary patterns while accounting for uncertainty and variability. An extensive literature review provided value ranges for climate impacts of animal-based foods to conduct an uncertainty analysis via Monte Carlo simulation. The resulting carbon footprints were assessed against food system-specific greenhouse gas emission thresholds. The range and absolute value of a diet carbon footprint become larger the higher the amount of products with highly varying emission values in the diet. All dietary pattern carbon footprints overshoot the 1.5 degrees threshold. The vegan, vegetarian, and diet with low animal-based food intake were predominantly below the 2 degrees threshold. Omnivorous diets with more animal-based product content trespassed them. Reducing animal-based foods is a powerful strategy to decrease emissions. However, further mitigation strategies are required to achieve climate goals.
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.
Regionale Produkte sind im Trend. Kreative Manufakturen, offene Werkstätten und moderne Fertigungsmethoden verhelfen dem Handwerk in der Stadt zu einer Renaissance. Was ist daran eigentlich das Neue? Und warum schlummert darin so ein großes Potenzial für einen nachhaltigen Wohlstand und für lebenswerte Quartiere?
Knapp drei Jahre beforschte, förderte und vernetzte ein Projektteam aus Utopiastadt, dem Wuppertal Institut und dem transzent die Pioniere einer neuen Produktivität in der Region. Nun ist es an der Zeit, Bilanz zu ziehen - und nach vorne zu schauen, wo am Horizont die Visionen einer lebenswerten und produktiven Stadt von Morgen greifbar werden.
Der vorliegende Wegweiser ist die Essenz aus drei Jahren Forschung, Praxis und Dialog. Er weist eine neue Richtung für die Region und ihre gestaltenden Akteure. Ob Wirtschaftsförderung, Stadtverwaltung, Zivilgesellschaft, Gründerszene, Unternehmen oder Wissenschaft: Wir laden dazu ein, den Weg gemeinsam zu beschreiten!
Research on environmental behaviour is often overlooked in literature on regime destabilization in energy transitions. This study addresses that gap by focusing on socio-political and demographic factors shaping support for carbon regime destabilization policies in one of the most carbon-intensive regions of Europe. Carbon-intensive industries, especially coal mining and coal-based power generation, are often concentrated in a few carbon-intensive regions. Therefore, decarbonization actions will affect those regions particularly strongly. Correspondingly, carbon-intensive regions often exert significant political influence on the two climate mitigation policies at the national level. Focusing on Poland, we investigate socio-political and demographic factors that correlate with the approval or rejection of the two climate mitigation policies: increasing taxes on fossil fuels such as oil, gas, and coal and using public money to subsidize renewable energy such as wind and solar power in Poland and its carbon-intensive Silesia region. Using logistic regression with individual-level data derived from the 2016 European Social Survey (ESS) and the 2014 Chapel Hill Expert Survey (CHES), we find party-political ideology to be an important predictor at the national level but much less so at the regional level. Specifically, voting for right-wing party is not a divisive factor for individual support of the two climate mitigation policies either nationally or regionally. More interestingly, populism is a strong factor in support of increasing taxes on fossil fuel in the carbon-intensive Silesia region but is less important concerning in support of using public money to subsidize renewable energy in Poland overall. These results show the heterogeneity of right-wing party and populism within the support for the two climate mitigation policies. Socio-demographic factors, especially age, gender, education level, employment status, and employment sector, have even more complex and heterogeneous components in support of the two climate mitigation policies at the national and regional levels. Identifying the complex socio-political and demographic factors of climate mitigation policies across different national versus carbon-intensive regional contexts is an essential step for generating in situ decarbonization strategies.
Die global gesehen größte Gesundheitsbedrohung des 21. Jahrhunderts ist der Klimawandel. Krankenhäuser müssen sich zwangsläufig vermehrt mit den Folgen des Klimawandels auseinandersetzen, wenn neue Krankheitserreger aus fernen Ländern auftreten oder wenn ältere Menschen, chronisch Kranke, Kinder oder anderweitig besonders betroffene Menschen an heißen Tagen mit bislang unerreichten Hitzerekorden dehydrieren mit der Folge von Herzkreislaufproblemen. Eine Untersuchung des Robert Koch-Instituts kommt zu dem Ergebnis, dass allein in den drei Sommern zwischen 2018 und 2020 in Deutschland über 19.000 Menschen aufgrund der Hitze gestorben sind.
Der Gesundheitssektor trägt aber auch wesentlich zur Klimakrise bei, indem er selbst für einen erheblichen Teil der klimaschädlichen Emissionen verantwortlich ist. Dieser Wuppertal Report zeigt einen Weg, wie Krankenhäuser perspektivisch Teil der Lösung der derzeit größten Transformationsherausforderung werden können. Dabei sind Krankenhäuser ein Mikrokosmos der Gesellschaft. In ihnen spiegelt sich förmlich alles, was das Leben einer Gesellschaft hinsichtlich der Herausforderung des Klimaschutzes ausmacht: Strom- und Wärmeversorgung, Mobilität, Ernährung, Ressourcenverbrauch und Abfall. Der vorliegende Wuppertal Report macht deutlich, dass Krankenhäuser als Reallabore des bevorstehenden Transformationsprozesses, hin zu einer klimagerechten und ressourcenleichten Gesellschaft verstanden werden können.
Das für die Krankenhausgesellschaft Nordrhein-Westfalen e. V. (KGNW) entwickelte Zielbild Klimaneutrales Krankenhaus gibt Krankenhäusern umsetzungsorientierte Hinweise darauf, wie sie sich auf den Weg zur Klimaneutralität begeben können:
Es identifiziert klimaschutzrelevante Handlungsfelder im Betrieb.
Es verdeutlicht, wie die KGNW die Krankenhäuser in NRW auf ihrem Weg in Richtung Klimaneutralität unterstützen kann.
Es motiviert, Klimaschutz als wichtiges Unternehmensziel aktiv anzugehen.
Klimaneutrale Streitkräfte?
(2022)
The steel industry is responsible for a quarter of all industrial greenhouse gas emissions. So far, the environmental savings are mainly due to steel recycling. Besides recycling, the circular economy offers strategies to increase material efficiency and thus decrease the primary raw material demand. However, the potentials remain unexploited because circular economy concepts with a higher degree of circularity are not considered. The presented case study of an industrial machining knife illustrates how the production process can be improved by implementing various circular strategies. The environmental performance is analyzed by calculating and comparing the carbon footprint, the cumulative energy demand and the material footprint, and the material efficiency indicator. The results show that the implementation of the three overarching strategies of the circular economy - narrowing, closing, and slowing - contributes to a significant increase in material efficiency. The implementation also has a positive effect on the overall environmental performance. The circular production processes require less energy and resources and cause fewer emissions. Auxiliary processes such as additional transport routes are relevant, as they can reduce or even overcompensate for savings. These processes must be adequately considered and designed.
Deutschland liegt bei Klimaschutz und der langfristigen Sicherung der Energie- und Rohstoffversorgung weit hinter seinen eigenen Zielen. Nur mit Tempo, Mut und Ehrlichkeit lässt sich der Rückstand jetzt aufholen. Dazu gehören ein beschleunigter Ausbau erneuerbarer Energien, ein sofortiger Aufbau eines umfassenden Netzes für grünen Wasserstoff, verbindliche Ziele für eine echte Kreislaufwirtschaft, klare Vorgaben für den Wohnungsbestand, eine ernsthafte Mobilitätswende und wirksame Anreize für eine nachhaltige Produktion. Bei all dem müssen sozial gerechte Lösungen gefunden werden, nur so lässt sich CO2-Vermeidung und Ressourcenschutz in der Breite durchsetzen.
Das vorliegende Impulspapier des Wuppertals Instituts zeigt, wie sehr Deutschland auf dem Weg zur Nachhaltigkeit seinen eigenen Zielen hinterherhinkt.
In den nächsten Jahren müssen die Weichen für Klimaschutz, zur Reduktion des Ressourcenverbrauchs sowie der Erhaltung der Artenvielfalt gestellt werden. In allen zentralen Handlungsbereichen von Wirtschaft und Gesellschaft - den sogenannten Transformationsarenen - steht ein tiefgreifender ökologischer Systemwandel an.
Digitalisierung ist eine Erfolgsvoraussetzung für diesen Wandel und wirkt auf verschiedenen Ebenen: digitale Technologien und Anwendungen ermöglichen, gegenwärtige Verfahren, Prozesse und Strukturen zu verbessern (Improve) oder erste Schritte in eine neue Ausrichtung von Geschäftsmodellen oder Rahmenbedingungen zu gehen (Convert). Gleichzeitig muss die Digitalisierung aber auch für einen weitergehenden Umbau von Wirtschaft und Wertschöpfung sowie für die ökologische Neuorientierung von Gesellschaft und Lebensstilen wirksam werden (Transform).
Die Fähigkeit zur Gewinnung, Verknüpfung und Nutzung von Daten ist eine Grundvoraussetzung, um die Potenziale der Digitalisierung für die Nachhaltigkeitstransformation zu erschließen. Daten sind dabei jedoch kein homogener Rohstoff - Daten erlangen erst einen Wert, wenn der Kontext, in welchem sie erhoben wurden, bekannt ist und sie für den angestrebten Zweck nutzbar gemacht werden können.
Die Diskussion darüber, welche Strukturen und Voraussetzungen für die systemverändernde Nutzung von Daten erforderlich sind, hat erst begonnen. Die vorliegende Studie leistet hierzu einen ersten Beitrag und beschreibt die Möglichkeiten und Voraussetzungen für eine datenbasierte Nachhaltigkeitstransformation. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Umweltdaten, Daten von Anlagen, Maschinen, Infrastrukturen oder von Produkten im Internet der Dinge (Internet of Things). Die Aufgabe ist, diese Daten stärker als bisher für systemische Lösungsansätze (Systeminnovationen) in den jeweiligen Transformationsarenen einzusetzen, bei denen unterschiedliche Stakeholder zusammenarbeiten und gemeinsam den Umbau von Infrastrukturen, Wertschöpfungsketten und Geschäftsmodellen einleiten.
In the coming years, we must set a course that will allow as to protect our climate, reduce resource consumption, and preserve biodiversity. A profound ecological system change is on the horizon in all central areas of action of the economy and society, or transformation arenas.
Digitalisation is a prerequisite for the success in this change and will impact these arenas at multiple levels: Digital technologies and applications will make it possible to improve current procedures, processes, and structures (Improve) and help us take the first steps towards new business models and frameworks (Convert). Despite this, digitalisation itself must be effective enough to facilitate a complete ecological restructuring of our society and lives to achieve more far-reaching economic transformation and value creation (Transform).
The ability to obtain, link, and use data is a basic prerequisite for tapping into the potential of digitisation for sustainability transformation. However, data is not a homogeneous raw material. Data only gains value when we know the context in which it was collected and when we can use it for a specific purpose.
The discussion on what structures and prerequisites are necessary for the system-changing use of data has only just begun. This study was conducted to serve as a starting point for this discussion as it describes the opportunities and prerequisites for a data-based sustainability transformation. This study focuses on environmental data, data from plants, machines, infrastructure, and IoT products. Our task will be to increase the use this data for systemic solutions (system innovation) within transformation arenas where different stakeholders are working together to initiate infrastructure, value chain, and business model transformation.
The European Landscape Convention urges countries to involve stakeholders including citizens in the governance of ordinary (urban) landscapes. This paper studies conflicting stakeholder perspectives on urban landscape quality in the context of urban sustainability transitions in six European urban regions in the Netherlands, Italy, France, Croatia, Belarus and the Russian Federation. Repertory grid technique helped to identify the dimensions through which persons evaluate urban landscape quality. Ninety-three (93) interviewees elicited 1400 bipolar constructs, such as "Edible green - Concrete" or "Community, group - Loneliness". They then selected two constructs they consider most relevant in the context of urban sustainability transitions, and ranked all pictures on a 10-points scale. The rankings were analyzed using Multiple Correspondence Analysis. We find that, in spite of the many social and cultural differences between the regions, stakeholders largely agree on the preferred direction of urban transitions; more green and blue spots where people can meet and undertake joint (leisure) activities. The main conflict is between, on the one hand, a preference for organized development and beautification and, on the other hand, naturalness (permeability of soil) and organic development. The paper considers several challenges for transition governance.
In material development processes, the question if a new alloy is more sustainable than the existing one becomes increasingly significant. Existing studies on metals and alloys show that their composition can make a difference regarding the environmental impact. In this case study, a recently developed air hardening forging steel is used to produce a U-bolt as an example component in automotive engineering. The production process is analyzed regarding the environmental performance and compared with the standard quench and tempering steels 42CrMo4 and 33MnCrB5-2. The analysis is based on results from applying the method of Life Cycle Assessment. First, the production process and the alterations on material, product, and process level are defined. The resulting process flows were quantified and attributed with the environmental impacts covering Carbon Footprint, Cumulative Energy Demand, and Material Footprint as they represent best the resource-, energy- and thus carbon-intensive steel industry. The results show that the development of the air hardening forging steel leads to a higher environmental impact compared to the reference alloys when the material level is considered. Otherwise, the new steel allows changes in manufacturing process, which is why an additional assessment on process level was conducted. It is seen that the air hardening forging steel has environmental savings as it enables skipping a heat treatment process. Superior material characteristics enable the application of lightweight design principles, which further increases the potential environmental savings. The present work shows that the question of the environmental impact does not end with analyzing the raw material only. Rather, the entire manufacturing process of a product must be considered. The case study also shows methodological questions regarding the specification of steel for alloying elements, processes in the metalworking industry and the data availability and quality in Life Cycle Assessment.
The gap between the internationally agreed climate objectives and tangible emissions reductions looms large. We explore how the supreme decision-making body of the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC), the Conference of the Parties (COP), could develop to promote more effective climate policy. We argue that promoting implementation of climate action could benefit from focusing more on individual sectoral systems, particularly for mitigation. We consider five key governance functions of international institutions to discuss how the COP and the sessions it convenes could advance implementation of the Paris Agreement: guidance and signal, rules and standards, transparency and accountability, means of implementation, and knowledge and learning. In addition, we consider the role of the COP and its sessions as mega-events of global climate policy. We identify opportunities for promoting sectoral climate action across all five governance functions and for both the COP as a formal body and the COP sessions as conducive events. Harnessing these opportunities would require stronger involvement of national ministries in addition to the ministries of foreign affairs and environment that traditionally run the COP process, as well as stronger involvement of non-Party stakeholders within formal COP processes.
The Fit for 55 package stipulates a fair, competitive and green transition by 2030 and beyond. As part of this, increasing attention is given to the decarbonisation of the building stock: only 1 % of buildings in Europe are retrofitted each year, a number which must double if the EU is to meet its 2050 targets. Significant energy efficiency investments are needed, whilst the planned expansion of the EU-ETS to the building sector in 2026 will likely pass the carbon cost onto the consumer. This will increase the cost burden placed on low-income households, exacerbating energy poverty, if these two strategies are not counterbalanced by adequate policies and support mechanisms.
The European Private Rented Sector (PRS) is often side-lined by policymakers when implementing energy efficiency policies to tackle energy poverty. As many as 1 in 10 Europeans spend 40 % or more of their income on housing costs, with those in the PRS struggling with energy-related problems, such as poor energy efficiency and maintenance, to a much greater degree than the general population. Understanding these challenges and creating targeted policies is of critical scientific and policy importance.
To date, a pan-European policy on how to address energy poverty and energy efficiency improvements in the PRS is lacking; current European Union instruments to address such issues (including the Fit for 55, and the Clean Energy Package that preceded it) lack a dedicated approach towards the complex structural issues embedded in the European PRS. What is more, there is a limited understanding of the character of energy poverty in such residential dwellings, as well as policies to address energy injustices. We therefore examine current and historical disparities in energy poverty between the EU's PRS tenants and the general population by analysing a variety of quantitative indicators which reflect different dimensions of energy poverty. We then take stock of the policy landscape, identifying energy efficiency policies tailored to alleviate energy poverty in the PRS and common challenges. We subsequently interrogate possible solutions, drawing on existing good practice policies. In so doing, we aim to reduce the sector's political invisibility by addressing the lack of disaggregated, targeted data and dismantling barriers that currently lead to the PRS being disproportionately affected by energy poverty.
Unvermeidbare Emissionen aus der Abfallbehandlung : Optionen auf dem Weg zur Klimaneutralität
(2022)
Auch die thermische Abfallbehandlung in Deutschland kann zu einem Baustein des klimaneutralen Wirtschaftens werden. Allerdings sind dafür noch verschiedene Voraussetzungen zu schaffen. Technisch sind neben den bereits bekannten weitere innovative Verfahren in der Entwicklung; nicht zu vernachlässigen ist zudem die anspruchsvolle Aufgabe des CO2-Handlings. Hier ist zum einen der Aufbau der benötigten Infrastruktur zu nennen. In Bezug auf die Nutzung des abgetrennten CO2 ist auch die Industrie gefragt, um sektorübergreifende, klimafreundliche Use-Cases und Geschäftsmodelle rund um CCU und die weitmöglichste Schließung von Kohlenstoffkreisläufen zu entwickeln. Entsprechende Regularien und Marktanreize sind politisch zu setzen.
Sufficiency measures are potentially decisive for the decarbonisation of energy systems but rarely considered in energy policy and modelling. Just as efficiency and renewable energies, the diffusion of demand-side solutions to climate change also relies on policy-making. Our extensive literature review of European and national sufficiency policies fills a gap in existing databases. We present almost 300 policy instruments clustered into relevant categories and publish them as "Energy Sufficiency Policy Database". This paper provides a description of the data clustering, the set-up of the database and an analysis of the policy instruments. A key insight is that sufficiency policy includes much more than bans of products or information tools leaving the responsibility to individuals. It is a comprehensive instrument mix of all policy types, not only enabling sufficiency action, but also reducing currently existing barriers. A policy database can serve as a good starting point for policy recommendations and modelling, further research is needed on barriers and demand-reduction potentials of sufficiency policy instruments.
Das Wohnen in Deutschland wird schon seit einigen Jahren durch zwei bedeutende Entwicklungstendenzen bestimmt: Zum einen sinkt die durchschnittliche Haushaltsgröße, zum anderen vergrößert sich die mittlere Pro-Kopf-Wohnfläche. Infolgedessen steigt die Wohnraumnachfrage deutlich an, was besonders im urbanen Raum zu höheren Mieten und ungleichen Verteilungsprozessen des Wohnungsbestandes führt. Bislang ist dieser zunehmenden Nachfrage nach Wohnraum vielerorts mit einer Ausweitung der Neubautätigkeit begegnet worden, was jedoch mit einem schnelleren Verbrauch wertvoller und begrenzter Bodenressourcen verbunden ist. Ein Konzept, das erst seit Kurzem als mögliche Antwort auf die aktuellen sozialen und ökologischen Herausforderungen des Wohnens diskutiert wird, ist das sogenannte suffiziente Wohnen. Dabei geht es um die grundlegende Frage, wie viel Wohnfläche es braucht, um die jeweiligen Bedürfnisse eines Haushaltes angemessen befriedigen zu können und wie durch eine bessere Nutzung des vorhandenen Baubestandes auf eine Änderung dieser Bedürfnisse reagiert werden kann. Suffiziente Wohnkonzepte zielen somit sowohl auf die Berücksichtigung individueller Wohnraumbedarfe als auch auf die Vermeidung weiterer Flächenversiegelung.
Diese Masterarbeit möchte das Potential des suffizienten Wohnens im Kontext der aktuellen gesellschaftlichen, ökologischen und wohnungspolitischen Herausforderungen hervorheben. In diesem Zusammenhang spielt die Betrachtung sich verändernder Wohnraumbedarfe im Lebensverlauf von Personen eine zentrale Rolle, da es an bestimmten Wendepunkten häufig zu einer subjektiven Unter- oder Überversorgung mit Wohnfläche kommt. Mittels einer hierarchisch-agglomerativen Clusteranalyse und der repräsentativen LebensRäume - Bevölkerungsumfrage des BBSR werden insgesamt acht Wohntypen identifiziert, die sich je nach Lebensverlaufsphase und Wohnsituation unterscheiden. Dabei wird neben relevanten Umbrüchen in der Wohnbiographie von Personen auch die herausragende Bedeutung von Wohneigentum für die durchschnittlichen Pro-Kopf-Wohnflächen in den einzelnen Clustern deutlich. In Bezug auf die Förderung des suffizienten Wohnens in Deutschland lassen sich zwei zentrale Analyseergebnisse formulieren. Zum einen eröffnen der Auszug der Kinder, die Verrentung sowie die Verwitwung wichtige Möglichkeitsräume für die Veränderung von Wohnsituationen. Zum anderen gilt es, den Einfluss des Wohneigentums als Chance zu begreifen und durch Veränderungen der Bestandsimmobilie eine suffizientere Art des Wohnens zu ermöglichen.
A sectoral perspective can help the Global Stocktake (GST) to effectively achieve its objective to inform Parties' in enhancing subsequent NDCs and in enhancing international cooperation. Specifically, granular and actionable sectoral lessons, grounded in country-driven assessments, should be identified and elaborated. To be effective, conversations on sectoral transformations need to synthesise key challenges and opportunities identified in the national analyses and link them to international enablers; focus on systemic interdependencies, involve diverse actors, and be thoroughly prepared including by pre-scoping points of convergences and divergence across transformations. We specifically recommend that:
the co-facilitators of the Technical Dialogue use their (limited) mandate to facilitate an effective conversationon sectoral transformations e.g. by organising dedicated informal seminars in between formal negotiation sessions;
key systemic transformations necessary toachieve net-zero by mid-century should be spelled out and included in the final decision or political declaration of the GST; and
the political outcome of the GST should mandate follow-up processes at the regional level and encourage national-level conversations to translate the collective messages from GST into actionable and sector-specific policy recommendations.
To achieve the EU's energy efficiency targets, both the rate of building energy renovation and its depth, i.e., the amount of energy savings post renovation need to be improved. Energy Performance Certificates (EPCs) are key to make energy efficiency measures transparent for the building market and to promote the energy efficiency of buildings through renovation. The revision of the Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) is seen as a pre-condition to meet the Renovation Wave objectives and to reach a highly energy efficient and decarbonized building stock by 2050. One focus of the current revision of the EPBD is therefore the improvement of EPCs. QualDeEPC - High-quality Energy Performance Assessment and Certification in Europe Accelerating Deep Energy Renovation, funded under the EU's Horizon 2020 programme, is a project that aims to improve EPCs. Following an EU-wide review of existing EPC schemes, and extensive stakeholder discussions in the seven partner countries, QualDeEPC found that EPCs and EPC schemes need to enhance particularly in the following three ways:
1. Establish a close link between EPCs and deep energy renovation
2. Improve the quality of EPC schemes, i.e., both the EPCs and their data, and the processes of assessment, certification, verification
3. Improve cross-EU convergence of EPC schemes.
Die Forschung der FVEE-Institute zum Einsatz von klimaneutral erzeugtem Wasserstoff in der Industrie deckt sowohl technische Aspekte für einzelne Prozesse ab als auch systemanalytische Betrachtungen, die die Einsatzmöglichkeiten von Wasserstoff am einzelnen Standort oder für bestimmte Branchen in Deutschland bzw. Europa untersuchen.
Die Motivation zum Einsatz von Wasserstoff ergibt sich aus drei Gründen:
1. In der stofflichen Verwendung wird Wasserstoff als Molekül benötigt und kann deshalb auch nicht durch andere Energieträger substituiert werden. So wird Wasserstoff bereits heute in großen Mengen in der Ammoniaksynthese (Haber-Bosch-Verfahren) sowie in den Raffinerien benötigt.
2. Eine weitere Verwendungsart für Wasserstoff ergibt sich aus seiner Fähigkeit, Sauerstoff aus Eisenerz chemisch zu binden. Beim Einsatz in Direktreduktionsanlagen kann Wasserstoff als Reduktionsmittel eingesetzt werden, um Eisenerz zu Roheisen zu reduzieren.
3. Als dritte Option gerät die energetische Verwendung von Wasserstoff in der Industrie zunehmend in den Fokus der energiepolitischen Debatten. Hier steht Wasserstoff in einem klimaneutralen System direkt in Konkurrenz zu anderen Energieträgern wie Strom und Biomasse.
The EU aims to become the first climate neutral continent. To achieve this goal, the industry sector needs to reduce its GHG emissions to net zero or at least close to net zero. This is a particularly challenging task due to the high energy demand especially of primary materials production and the little potential to reduce this energy intensity when switching to other production processes based on electricity or hydrogen. In order to identify robust strategies for achieving a net-zero-compatible industry sector, the paper at hand analyses the transformation of the industry sector as described by a number of recent climate neutrality scenarios for Germany. Apart from overall industry, a focus is set on the sectors of steel, chemicals and cement. The analysed scenarios show very deep GHG emission reductions in industry and they appear to be techno-economically feasible by the mid of the century, without relying on offsets or on shifts from domestic production to imports. The scenarios agree on a suite of core strategies to achieve this, such as direct and indirect electrification, energy efficiency and recycling as well as new technological routes in steel making and cement. The scenarios differ, however, regarding the future mix of electricity, hydrogen and biomass and regarding the future relevance of domestic production of basic chemicals.
Innovative digital technologies open up new opportun ities for small and medium-sized enterprises (SMEs) to improve energy efficiency and energy management behavior. The question is: How far will SMEs be capable of profiting from the benefits of these new technologies? Using technology screening, this study identifies smart metering and mobile energy monitoring as digital technologies best addressing SMEs' specific demands. In addition, potentials and limitations of the technologies are investigated in two qualitative in-depth field trials. Barriers to adopting digitally enabled energy management practices are examined. The results indicate that visualising energy data enables SMEs to pursue new energy management practices for reducing energy consumption and costs (such as peak load analysis). SMEs need extensive guidance to identify and pursue these strategies. In conclusion, an exploratory adoption model for digitally enabled energy management practices is developed. Hypotheses for future experimental studies and policy implications are derived.
The transformation of society into sustainable structures is one of the most important tasks for the future. That cities have a decisive role to play in this transformation process has been known at least since Rio 1992. They have enormous pressure to act for change: They are at the same time problem and solution for sustainable development. Currently there is another significant development for cities - the need and external pressure to be "smart", often understood merely as applying the latest digital technologies to become more efficient. The Smart City and the Sustainable City can work hand in hand or hinder each other, depending on their interpretation. In this study we focus on five Smart Cities in Western Germany to get a closer look at how they shape their processes and whether the underlying motivation is to become a technologically Smart City, focus on sustainable development, or both. With the help of the innovation biography research method, we show how cities shape the dynamic process towards forming a Smart City, the role sustainable urban development plays in the process, who the actors involved are, and the important role improved knowledge management then plays for the diffusion of the Smart Sustainable City within the region. It becomes clear how important communication and narratives are both in the process within each City towards forming a Smart Sustainable City and for the first step of diffusion, the adaptation of other cities within the region. This study is intended to serve both as a basis for cross-regional consideration and dialogue for the transfer of successful processes.
The objective of this report is to use historical analysis to identify conditions that determine when offsets add value to compliance schemes while upholding environmental integrity. The indicators of success include: increased acceptance of introducing compliance schemes; raising ambition in subsequent compliance periods; the possibility to drive emission reductions outside the compliance sectors; promoting investments in sustainable development; and avoiding perverse incentives that undermine the stringency of the compliance scheme or compliance actors’ efforts in reducing their own emissions. Through undertaking in-depth case study analyzes on the effects of offsets in the European Union, Alberta, Australia, Colombia and Japan, the report identifies common conditions that explain why offsets were successful (or not) in achieving individual indicators. The report further identifies two common conditions that can help explain when offsets achieve all five indicators of success. The first is that policymakers need to be willing to design the compliance scheme to set and maintain a strong compliance price signal that justifies the need for incorporating cost containment measures, such as offsets, to avert negative political and economic ramifications. Relatedly, the second condition requires institutions, processes and infrastructure that govern both the compliance scheme and offsets to be well developed so that they can ensure offsets uphold the principles of environmental integrity, achieve sustainable development benefits, and act as a reliable cost containment measure to high compliance prices. The findings also highlight how difficult it is to achieve both conditions, as both domestic and international political economy factors determine whether policymakers and voters are willing to introduce and maintain compliance schemes that deliver effective action on climate.
Public catering has become increasingly important in recent years. With increasing annual customers, the sector's impact on the environment is also growing continuously. At the same time, public catering offers a lever to promote sustainable nutrition that has rarely been used so far. Small changes in kitchen practices and food offers can thus be multiplied into a significant positive impact on environmental challenges, such as climate change or loss of biodiversity due to the large number of servings. In contrast to private households, management decisions in public catering can influence the food-related environmental impact of thousands of customers. This article deals with the nationwide level of greenhouse gas (GHG) emissions and resource use in the German public catering segment "business" and its saving potentials by different scenarios of unsupported and supported recipe revision. In this paper, we define "unsupported" as the intuitive optimization of recipes by employees of public catering businesses. In contrast, "supported" approaches had to meet specific target goals, for example of the Deutsche Gesellschaft für Ernährung; engl. German Nutrition Society or the sustainable level. Specifically, we will test how (A) an unsupported recipe revision, (B) a recipe revision based on dietary recommendations and (C) a recipe revision using scientific guidance affect the environmental impact of a dish. As a methodological framework, an online survey of public catering companies was conducted as well as a scenario analysis at menu level and at nationwide level. The results are based on empirical data on the one hand, and on extrapolations on the other. The results show that the nationwide implementation of recipe revision according to scientific guidance-such as concrete target goals for the GHG emissions per serving-can save up to 44% of resource use in the German business catering sector (which corresponds to 3.4 million tons of resources per year) and as much as 40% of GHG emissions (0.6 million tons GHG emissions per year). Even in the scenario of unsupported recipe revision, GHG and resource savings of up to 20% can be realized. The results show that public catering can reduce its material and carbon footprint by 20% overnight. Moreover, the findings show indications for the sustainable transformation of public catering. Nevertheless, it must be noted that these are some first steps of the transformation, which will require further changes with even greater impacts and political activities.
Direct Air Capture (DAC) is increasingly being discussed as a possibility to limit climate change. In this study, a possible rollout of the DAC technology at German coastal areas is analysed based on an existing climate neutrality scenario. For the year 2045 the resulting costs as well as land, water and energy consumption are examined. It is concluded that a realization of the DAC technology in Germany might be possible from a technical point of view. However, there is a high demand for land and energy. Since a rollout is needed to start in 20 years at the latest, the required discussion and evaluation should be initiated as quickly as possible.
In Argentina, renewable energies are promoted as a way of decarbonising the electricity mix and providing reliable energy services. The national goal is to generate 20% of electricity from renewable sources by 2025. However, despite significant natural potential, solar photovoltaic still represents only a small share of Argentina's total electricity generation. Although this picture may look bleak, a wide range of market segments relating to decentralised photovoltaic generation in Argentina have developed. The general objective of this study is to examine the dynamics that currently enable or constrain the diffusion of distributed photovoltaic systems in Argentina. By applying the Technical Innovation System (TIS) approach, the aim is to understand which functions of the system are strong/weak and how these are influenced by endogenous/exogenous system strengths and weaknesses. To that end, a mixed method research strategy is applied. The exploratory sequential research design allows first to explore system strengths and weaknesses based on qualitative approaches, and then to further analyse the contextual embeddedness and the level of importance of the identified variables using quantitative survey instruments. Thereby, this study provides an important analytical method that contributes to a more nuanced understanding of the interdependencies of the TIS. The empirical results indicate that system weaknesses are shaped to a large extent by the overall contextual dynamics - such as political instability, energy subsidies and high inflation rates. System strengths relate to both the TIS itself (particularly knowledge development through pilot projects and market formation through provincial and national support programmes), to contextual relationships (linked to the availability of educational institutions that enable the rapid diffusion of knowledge) and to the importance of rural areas as protected spaces for the application of photovoltaic systems. Consequently, the study highlights the challenges to overcome for the broader diffusion of distributed photovoltaic generation.
Governance policies for a "just transition" : a case study in the Rhineland lignite mining district
(2022)
This paper develops policy measures for a "just transition" based on a case study conducted in Germany's Rhineland lignite mining district. Semi-structured guided interviews served as the methodological approach. Expert interviews were conducted with representatives of citizen initiatives, trade unions and the Federal State of North Rhine-Westphalia. The results reveal the need for policy measures in different areas: First, employees working for subcontractors of the lignite industry have a high risk of losing their jobs because there are virtually no support policies for them. Second, there needs to be more input by civic initiatives regarding the process of structural change. And last, land needs to be prevented from becoming a scarce resource in the Rhineland area due to current mining legislation. We use an actor-centred institutionalist framework to derive governance approaches in line with the needs of various stakeholders.
The ambition to reach climate-neutral energy systems requires profound energy transitions. Various scenario studies exist which present different options to reach that goal. In this paper, key strategies for the transition to climate neutrality in Germany are identified through a meta-analysis of published studies, including scenarios which achieve at least a 95 % greenhouse gas emissions reduction by 2050 compared to 1990. It has been found that a reduction in energy demand, an expansion of domestic wind and solar energy, increased use of biomass as well as the importation of synthetic energy carriers are key strategies in the scenarios, with nuclear energy playing no role, and carbon capture and storage playing a very limited role. Demand-side solutions that reduce the energy demand have a very high potential to diminish the significant challenges of other strategies, which are all facing certain limitations regarding their sustainable potential. The level and and type of demand reductions differ significantly within the scenarios, especially regarding the options of reducing energy service demand.
To address climate change, the decarbonisation of Germany's existing building stock urgently needs to be prioritised. However, the rate and depth of refurbishment has lagged behind official targets for years. This is a particular problem in the rental sector, where the costs and benefits of energy efficiency measures tend to be unevenly distributed between landlords and tenants (the so-called "landlord-tenant dilemma"). Within the context of the current policy landscape, investments in energy efficiency consequently make most sense for landlords if the upfront costs can be refinanced via increased rental income or reduced vacant periods. This paper seeks to investigate the validity of this statement at city level by using a large dataset from one of Germany’s main internet property platforms to examine how the willingness of tenants to pay for energy efficiency varies across residential locations in the city of Wuppertal.
The small-scale spatial analysis highlights the existence of a price premium for energy efficiency in the rental market for apartments; however, this premium is generally small (especially in comparison to other property enhancements, especially visible improvements) or even non-existent in some residential areas. Consequently, investing in energy efficiency is rarely an attractive option for landlords. Therefore, strong policy action, aligned with social and urban development policy objectives, is necessary to establish an effective incentive structure in the market and make investing in energy efficiency more attractive for both landlords and tenants.
Course change: navigating urban passenger transport toward sustainability through modal shift
(2022)
Staying within the 2 °C (preferably 1.5 °C) limit requires fast and fundamental system changes, also in urban passenger transport. Shifting car traffic to environmentally friendly transport modes is one central strategy to make urban transport more sustainable and climate friendly. However, in most cities car use remains high. Therefore, this paper analyzes what course change is needed regarding direction, scale and speed of change for urban sustainability and climate protection reasons. The paper analyzes the role of modal shift as a strategy in itself and in relation to land-use (avoid) and efficiency (improve) measures. The paper draws on insights from European frontrunning cities and explorative forecasting scenarios calculated with the sophisticated integrated land-use transport model "Ruhr Region 2050". The paper suggests that a significant reduction of urban car use is needed (direction) that roughly equals a fast halving of car use (scale), which has proven feasible under the current socio-political conditions by annual reduction rates of 0.5 to 1.5 percentage points of the trip-based modal share of car use (speed). Significantly reducing car use requires comprehensive and high-intensive measures that go far beyond usual practices. Modal shift measures need to play a crucial role in integrated approaches with land-use (avoid) and efficiency (improve) measures because they have the potential to significantly reduce car use and CO2 emissions and because they can produce comparatively fast effects - which makes modal shift measures first aid approaches to achieve a fast "bending of the curve" of excessive car use and growing CO2 emissions.
This paper analyses the potential of digital information technology to enable the reliable provision of product information along the plastics supply chain. The authors investigate the possible contribution of a product passport equipped with decentralised identifiers and verifiable credentials to overcome information deficits and information asymmetry in the circular plastics economy. Through this, high-quality plastics recycling could be enabled on a larger scale than currently possible.
Um den Klimawandel begrenzen zu können, wird zunehmend der Einsatz von Direct Air Capture (DAC) zur Erzeugung von Negativemissionen diskutiert. Anhand von Kosten sowie dem Flächen-, Wasser- und Energieverbrauch werden in diesem Artikel mögliche Implementierungspfade der DAC-Technologie, aufbauend auf einem bestehenden Klimaneutralitätsszenario für Deutschland, analysiert. Während die technische Realisierung machbar sein sollte, stellt der hohe Flächen- und Energiebedarf eine kritische Größe dar.
Effective policies to mitigate climate change need to be accompanied by a socially just transition. Based on experiences of past and ongoing transition policies in coal regions in Europe and with indications to the specificity of framework conditions and challenges and to the potential effectiveness and transferability of approaches, this paper presents lessons learnt which can be inspirational for similar transitions in other coal regions and for transitions in other sectors.
This case study examined the structural change in Lusatia caused by the system change from a centrally planned economy to a market economy in the period 1990-2015. It analysed the structural change process and the structural policies implemented as a reaction to this process with the objective to make this knowledge available for future structural change processes in other (coal) regions by deploying various qualitative and quantitative methods of empirical social and economic research. A discourse analysis helped to recognise who supported which structural policy approaches and why - and thus gives indications of the possible relevance of experiences for other regions.
Die direkte Abscheidung von Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Luft, das sogenannte Direct Air Capture (DAC), wird vermehrt als eine der Möglichkeiten zur Reduzierung von Treibhausgasen und damit der Begrenzung der Klimaerwärmung diskutiert. Vorteilhaft gegenüber anderen technischen Ansätzen zur Entnahme von atmosphärischen CO2 (Negativemissionstechnologien) ist die genaue Planbarkeit, die geringen Auswirkungen auf die Umwelt und die Ausgabe von CO2 in Reinform. Das CO2 kann anschließend dauerhaft gespeichert (Direct Air Capture and Sequestration) oder zur Erzeugung von bspw. synthetischen Brennstoffen (Direct Air Carbon Capture and Utilization) in Power-to-X-Routen (PtX) genutzt werden.
Ziel dieser Arbeit ist es, im Kontext der deutschen Klimaneutralitätsziele bis 2045 beispielhaft eine Auslegung von DAC-Anlagen in Deutschland zu untersuchen. Dabei werden die unterschiedlichen Ressourcenverbräuche (Energie, Wasser, Fläche) sowie Kosten und mögliche Einsparungen durch eine Abwärmenutzung dargestellt und verglichen.
Dabei soll diese Arbeit zur Beantwortung der folgenden Forschungsfragen beitragen:
Welche technologischen DAC-Ansätze sind für Deutschland realisierbar? Welche Mengen an CO2 müssen in Deutschland umgesetzt werden, um den Bedarf an Negativemission zu decken? Welcher Ressourcenverbrauch entsteht in Deutschland, wenn die betrachteten Fallstudien umgesetzt werden? Welchen Infrastrukturaufwand hat dies zur Folge? Ist eine Implementierung in den notwendigen Größenordnungen realisierbar, und welche Faktoren wirken hierbei beschränkend?
Für eine systematische Analyse wurden die DAC-, die PtX- und die elektrischen und Wärmeenergieerzeugungsanlagen modular für die Jahre 2020, 2030, 2040 und 2045 aufbereitet. Die Bezugsgrößen wurden so gewählt, dass sie dem DAC-Modul entsprechen. In vier Fallstudien wurden mögliche Kombinationsmöglichkeiten und Implementierungspfade bis 2045 zusammengestellt, analysiert und diskutiert. Es zeigt sich, dass ein großskaliger Einsatz von DAC in Deutschland realisierbar ist. Zentrale Herausforderungen ergeben sich allerdings aus dem hohen Flächen- und Energiebedarf. Der Flächenbedarf resultiert dabei vor allem aus den flächenintensiven erneuerbaren Energieerzeugern. Mit Fokus auf ertragreiche Standorte sind Nord- und Süddeutschland, mit Blick auf ihr Wind- bzw. Sonnenpotenzial, als vielversprechend bei der Implementierung der DAC- Technologie einzustufen. Eine Implementierung der DAC-Technologie mit dem Ziel der dauerhaften CO2-Speicherung ist an norddeutschen Küstengebieten im Vergleich zu Süddeutschland vorteilhafter. Die Installation der DAC-Technologie in Kombination mit der PtX-Route wird aufgrund des hohen elektrischen Energiebedarfs in Deutschland als nicht realisierbar eingeschätzt.
Analysis of the historical structural change in the German hard coal mining Ruhr area (case study)
(2022)
This case study examined the structural change in the Ruhr area caused by the low international competitiveness of German hard coal mining over the period from the late 1950s to 2015. It analysed the structural change process and the structural policies implemented as a reaction to this process with the objective to make this knowledge available for future structural change processes in other (coal) regions by deploying various qualitative and quantitative methods of empirical social and economic research. A discourse analysis helped to recognise who supported which structural policy approaches and why - and thus gives indications of the possible relevance of experiences for other regions.
Diese Fallstudie untersuchte den durch den Systemwechsel von der Plan- zur Marktwirtschaft ausgelösten Strukturwandel in der Lausitz im Zeitraum 1990-2015. Mit Hilfe verschiedener qualitativer und quantitativer Methoden der empirischen Sozial- und Wirtschaftsforschung analysierte sie den Strukturwandelprozess und die in Reaktion auf diesen Prozess umgesetzte Strukturpolitik mit dem Ziel, dieses Wissen für zukünftige Strukturwandelprozesse in anderen (Kohle-)Regionen zur Verfügung zu stellen. Eine Diskursanalyse half zu erkennen, wer warum welche strukturpolitischen Ansätze unterstützte - und gibt damit Hinweise auf die mögliche Relevanz von Erfahrungen für andere Regionen.
Diese Fallstudie untersuchte den durch die geringe Wettbewerbsfähigkeit des Steinkohlebergbaus ausgelösten Strukturwandel im Ruhrgebiet vom Ende der 1950er Jahre bis 2015. Mit Hilfe verschiedener qualitativer und quantitativer Methoden der empirischen Sozial- und Wirtschaftsforschung analysierte sie den Strukturwandelprozess und die in Reaktion auf diesen Prozess umgesetzte Strukturpolitik mit dem Ziel, dieses Wissen für zukünftige Strukturwandelprozesse in anderen (Kohle-)Regionen zur Verfügung zu stellen. Eine Diskursanalyse half zu erkennen, wer warum welche strukturpolitischen Ansätze unterstützte - und gibt damit Hinweise auf die mögliche Relevanz von Erfahrungen für andere Regionen.
This chapter reconstructs the main actors, objectives and the pertinent contextual factors that co-determined the German coal phase-out. The German decision to phase out coal no later than 2038 was prepared by intense negotiations under the German "coal commission". It was tasked with finding an end date for coal-fired electricity generation and proposing ways and means to support coal workers and the affected regions. This latter objective was the dominant one, supported by a coalition of trade unions, industry, state-level governments as well as major political parties fearing a surge of far-right populism. Meanwhile, meeting the German climate targets was a key condition in the mandate of the coal commission. Yet, the German targets date back to 2010 and are not aligned with the more ambitious objectives enshrined in the Paris Agreement. This explains why the German coal phase-out schedule is so late and so expensive.
With the move to a hydrogen-based primary steel production envisioned for the near future in Europe, existing regional industrial clusters loose major assets. Such a restructuring of industries may result in a new geographical distribution of the steel industry and also to another quality of vertical integration at sites. Both implications could turn out as drivers or barriers to invest in new technologies and are thus important in respect to vertical integration of sites and to regional policy. This paper describes an approach to model production stock invest for the steel industries in North-Western Europe. Current spatial structures are reproduced with capacity, technical and energy efficiency data on the level of single facilities like blast furnaces. With the model developed both investments in specific technologies and at specific production sites can be modelled. The model is used to simulate different possible future scenarios. The case with a clear move to hydrogen-based production is compared to a reference scenario without technological shift. The scenarios show that existing trends like movement of production to the coast may be accelerated by the new technology but that sites in the hinterland can also adapt to a hydrogen economy. Possible effects of business cycles or a circular economy on regional value chains are explored with a Monte-Carlo analysis.
Deutschland soll bis 2045 klimaneutral werden. So steht es im verschärften Klimaschutzgesetz, das im Juni 2021 vom Bundestag verabschiedet wurde. Die deutsche Industrie verursacht derzeit knapp ein Viertel der Treibhausgasemissionen, etwa ein Drittel davon entfällt auf die Eisen- und Stahlproduktion. Um das Klimaziel zu erreichen, müssen somit große CO2-Einsparungen in der Stahlindustrie realisiert werden.
Der Diskurs um die Transformation des Energiesystems ist in den vergangenen Jahren vermehrt über wissenschaftlich fundierte Szenarien geführt worden, die aus verschiedenen gesellschaftlichen Perspektiven in Auftrag gegeben wurden. Der Vergleich von vier im Jahr 2021 erschienenen Studien zeigt auf, wo weitgehende Einigkeit über die erforderlichen Strategien zur Erreichung der Klimaneutralität bis 2045 besteht, und wo die größten Differenzen liegen.
Variations in quantity, quality and time availability of input materials pose a major risk to circular supply chains (CSC) and require new models for creating and evaluating adaptive and resilient CSC in the circular economy (CE). This can be achieved through consistent modelling of the overarching relationship between resource input- and output streams, without neglecting the associated risks.
The model proposed below consists of five components based on five resilience requirements for supply-chains (SCs). It provides a data-based recommended course of action for managers with a low entry-barrier. It consists of a CSC visualization, safety stock calculation, risk monitoring for each SC node, reporting logic, and a measurement catalogue. The inspiration for this model came from an innovative case study ("Zirkelmesser") in the metal processing industry, where secondary products and materials are used to produce new products. Here, the problem of maintaining the resource supply arose and led to resilience issues. The mentioned case study serves as an application example for the model application and contributes to making emerging circular supply chains predictable and more controllable, thus increasing their resilience.
Die Bauindustrie und die Immobilienwirtschaft gehören zu den ressourcenintensivsten Sektoren der heutigen Zeit. Jährlich werden Millionen Tonnen mineralischer Rohstoffe, Metalle, Holz, Kunststoff, Glas und anderen Materialien für die Erstellung und Sanierung von Wohngebäuden genutzt. Auch die Herstellung von Zement ist als ein Hauptbestandteil von Beton mit enormen Treibhausgas-Emissionen verbunden. Der Neubau, die Sanierung und der Abriss von Gebäuden sorgt zudem für große Mengen Bau- und Abbruchabfälle. Für die Immobilienwirtschaft stellt sich daher die Frage, wie sie ihren Gebäudebestand ökologisch optimieren kann. Doch was wiegt ökologisch stärker: der Mehrbedarf an Rohstoffen und die anfallenden Abfallmengen bei Abriss und Neubau oder die ressourcenintensivere Nutzungsphase von sanierten Bestandsgebäuden, wenn deren energetische Qualität niedriger ist als bei Neubauten?
Vor diesem Hintergrund hat das Wohnungsunternehmen LEG das Wuppertal Institut beauftragt, anhand von drei exemplarischen LEG-Gebäuden die energetische Gebäudesanierungen im Vergleich zur Alternative eines Abrisses und Neubaus ökologisch zu bewerten. Im Fokus der Untersuchung standen dabei der Primärenergieverbrauch, die damit verbundenen Treibhausgas-Emissionen der Nutzungsphase sowie die gespeicherte Graue Energie der Gebäude und den hiermit verbundenen Treibhausgas-Emissionen. Nun liegen die Studienergebnisse vor: Wird der gesamte Lebenszyklus berücksichtigt, verursacht die energetische Sanierung nur die Hälfte der CO2-Fußabdrücke eines Neubaus. Um das Ziel zu erreichen, müsse der Weg zur Elektrifizierung von Heizsystemen noch beschleunigt und damit die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern verringert werden. Zwar gleicht der Neubau das Ungleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage aus und hat damit einen sozialen Wert, eine Alternative zur Sanierung in Beständen ist er aus ökologischer Sicht allerdings nicht.
As the worldwide remaining carbon budget decreases rapidly, countries across the globe are searching for solutions to limit greenhouse gas emissions. As the production and use of coal is among the most carbon-intensive processes, it is foreseeable that coal regions will be particularly affected by the consequences of a transformation towards a climate-neutral economy and energy system.
Challenges arise in the area of energy production, environmental protection, but also for economic and social aspects in the transforming regions - often coined with the term "Just Transition". For the decision makers in coal regions, there is an urgent need for support tools that help to kick off measures to diversify the local economies while at the same time supporting the local workers and communities.
The Wuppertal Institute aims to support coal regions worldwide by developing a Just Transition Toolbox, which illustrates the challenges and opportunities of a sustainable transition for a global audience. It comprises information about strategy development, sets recommendations for governance structures, fostering sustainable employment, highlights technology options and sheds light on the environmental rehabilitation and repurposing of coal-related sites and infrastructure. The toolbox builds on the work of the Wuppertal Institute for the EU Initiative for Coal Regions in Transition and takes into account country-specific findings from the SPIPA-partner countries India, Indonesia, South Africa, Japan, South Korea, Canada and the USA. The acronym SPIPA is short for "Strategic Partnerships for the Implementation of the Paris Agreement" an EU-BMU programme co-financed by the GIZ.
A medida que el presupuesto mundial de carbono disminuye rápidamente, los países de todo el mundo buscan soluciones para limitar las emisiones de gases de efecto invernadero. Dado que la producción y el uso del carbón son algunos de los procesos más intensivos en emisiones carbono, es previsible que las regiones que producen carbón se vean especialmente afectadas por las consecuencias de una transformación hacia la neutralidad climática. Estas regiones se enfrentan a retos en el ámbito de la producción de energía y la protección del medio ambiente, pero también a retos económicos y sociales, que se engloban en la necesidad de una "transición justa". Los responsables de la toma de decisiones en las regiones dependientes de la producción de carbón necesitan urgentemente herramientas de apoyo que ayuden a poner en marcha medidas para diversificar las economías locales y, al mismo tiempo, apoyar a los trabajadores y las comunidades locales. Wuppertal Institute busca apoyar a las regiones carboníferas de todo el mundo desarrollando una caja de herramientas para la transición justa, que ilustra los retos y las oportunidades de una transición sostenible para un público global. La caja de herramientas incluye recomendaciones para el desarrollo de estrategias y estructuras de gobernanza, líneas guía para la creación de empleo sostenible, el desarrollo de alternativas tecnológicas, la rehabilitación medioambiental y la reutilización de infraestructuras relacionados con el carbón. La caja de herramientas se basa parte del trabajo de Wuppertal Institute dentro de la Iniciativa de la UE para las Regiones Carboníferas en Transición y tiene en cuenta las circunstancias específicas de los países socios de la SPIPA: India, Indonesia, Sudáfrica, Japón, Corea del Sur, Canadá y Estados Unidos. El acrónimo SPIPA es la abreviatura de "Asociaciones Estratégicas para la Aplicación del Acuerdo de París", un programa UE-BMU cofinanciado por la GIZ.
Dengan semakin berkurangnya "anggaran karbon" atau carbon budget di seluruh dunia, berbagai negara sedang mencari solusi untuk mengurangi emisi gas rumah kaca. Karena produksi dan penggunaan batu bara dapat dikatakan sebagai salah satu penghasil emisi karbon yang sangat besar dan memicu perubahan iklim, oleh karena itu dapat diperkirakan bahwa wilayah penghasil batu bara akan sangat terdampak akibat transformasi energi dari sistem energi yang berbasis bahan bakar fosil menjadi energi terbarukan. Tantangan yang muncul tidak hanya di bidang produksi energi, perlindungan lingkungan, tetapi juga dalam aspek ekonomi dan sosial di kawasan kawasan batu bara yang tengah menghadapi transformasi - sering disebut dengan istilah "Transisi Berkeadilan". Para pengambil keputusan di wilayah penghasil batu bara, sangat membutuhkan alat pendukung untuk memulai langkah-langkah untuk mendiversifikasi ekonomi lokal yang disaat bersamaan juga mendukung pekerja dan masyarakat lokal. Transisi Berkeadilan ini membutuhkan perencanaan yang komprehensif, kebijakan baru dan penyesuaian serta keterlibatan semua pemangku kepentingan.
Oleh karena itu, Wuppertal Institute merancang "Just Transition Toolbox" untuk memberikan dukungan bagi para praktisi di kawasan penghasil batu bara di seluruh dunia yang menggambarkan tantangan dan peluang dalam transisi berkelanjutan untuk audiens global. Toolbox Transisi Berkeadilan ini terdiri dari informasi tentang pengembangan strategi, rekomendasi untuk struktur tata kelola, mendorong lapangan kerja berkelanjutan, menunjukan pilihan teknologi dan menyoroti rehabilitasi lingkungan dan penggunaan kembali situs dan infrastruktur terkait batubara. Toolbox ini dikembangkan berdasarkan seperangkat alat yang dirancang oleh Wuppertal Institute melalui kerja sama dengan berbagai pemangku kepentingan atas inisiatif Uni Eropa untuk daerah-daerah kawasan Batubara yang berada dalam masa transisi. Toolbox ini juga menampilkan pelajaran yang diambil dari kawasan batu bara mitra SPIPA seperti India, Indonesia, Afrika Selatan, Jepang, Korea Selatan, Kanada, dan Amerika Serikat. Akronim SPIPA adalah kependekan dari "Kemitraan Strategis untuk Implementasi Perjanjian Persetujuan Paris" pada program UE-BMU yang dibiayai bersama oleh GIZ.
The construction sector is the second largest area for the application for plastics. Due to the long life times of construction products, the implementation of the circular economy faces its own challenges. To investigate this challenge, the study covers a market study for Germany, voluntary take-back and recycling schemes of construction products, as well as the use of plastic recyclates in construction products. In addition, plastic packaging of construction products is covered. Opportunities and barriers to the use of recycled plastics in construction products are derived from the intersection of available technologies, recyclate supply, and technical requirements for construction products. The report concludes with recommendations to various stakeholders on how to promote the use of recyclates in construction products and their packaging. Important points here are the introduction of a recyclate quota for films as construction product packaging and the description of recycling possibilities and recyclate content in the technical documentation of construction products.
Das Forschungsvorhaben FlexGeber hat die Darstellung des Flexibilitätspotentials von gewerblich und industriell genutzten Gebäuden in Deutschland sowie die Verknüpfung mit den sich wandelnden Anforderungen des Energiesystems zum Ziel. Im Rahmen des Projekts wurde durch die Projektpartner eine gemeinsame Vision für einen treibhausgasneutralen Nichtwohngebäudebestand erarbeitet. Die Vision stellt ein von den Projektpartner geteiltes Zielszenario dar, in welchem ein treibhausgasneutraler Nichtwohngebäudebestand Realität ist. Im vorliegenden Bericht betrachten das IKEM und das Wuppertal Institut die für ein solches Szenario erforderlichen gesellschaftlichen, wirtschaftlichen, ökologischen und politischen Rahmenbedingungen.
Im Auftrag der Fraktion BÜNDNIS 90/DIE GRÜNEN im Bayerischen Landtag haben Forschende des Wuppertal Instituts wissenschaftlich überprüft, wie viele Treibhausgas-Emissionen im Jahr 2030 bestimmte landespolitische Klimaschutz-Maßnahmen potenziell einsparen können. Die vorliegende Studie schätzt dabei sowohl die Effekte der Maßnahmen auf die insgesamt verursachten Treibhausgas-Emissionen (Verursacherprinzip) als auch auf die in Bayern selbst statistisch erfassten Emissionen (Quellenprinzip) ab.
Die Maßnahmen adressieren die folgenden fünf Bereiche: 1) Gebäude und Verkehrsmittel im Besitz der öffentlichen Hand. 2) Ausbau der Windenergie und Photovoltaik. 3) Energieeffizienz im Gebäudesektor. 4) Energieeffizienz und Verkehrsverlagerung im Transportsektor. 5) Landwirtschaft und Landnutzung.
Zwei Beispiele der untersuchten Maßnahmen sind Verbesserungen der Rahmenbedingungen für den Bau neuer Windenergieanlagen und eine stärkere Nutzung des industriellen Abwärmepotenzials.
Die Dekarbonisierung der Mietwohnungsbestände ist zwingende Voraussetzung für die Einhaltung deutscher Klimaschutzziele. Hierzu ist eine schnelle und deutliche Verbesserung der Energieeffizienz unabdinglich. Aber: funktioniert der Markt für Energieeffizienz bei Mietwohnungen? Eine empirische Untersuchung auf dem Wuppertaler Mietwohnungsmarkt gibt Antworten darauf. Um die Sanierungsrate signifikant zu steigern, etwa durch eine höhere Zahlungsbereitschaft für Energieeffizienz, braucht es sowohl für Vermieter als auch für Mieter verbesserte Rahmenbedingungen.
Steigende Energiepreise und die Importabhängigkeit von fossilen Energieträgern - unter anderem aufgrund des Krieges in der Ukraine - erfordern eine politische und gesellschaftliche Reaktion. Wie kann es gelingen, weniger Energie zu verbrauchen? Hier kann die Energiesuffizienz als Nachhaltigkeitsstrategie Ansatzpunkte liefern. Der vorliegende Beitrag widmet sich der Frage, welche Pläne und Instrumente für Energiesuffizienz die politischen Institutionen in Deutschland vorlegen.
When dealing with the Great Transformation towards a sustainable world (WBGU 2011), one defining factor is the stark contradiction in the availability of knowledge: While there is almost unlimited knowledge on many technical and economic aspects of the sustainability transformation, while in some way all the tools are available and we, in theory, know exactly how to use them, there is a lack of action at all levels. If we assume that in principle a majority of decision-makers has understood the necessity to act, this ultimately points to a lack of knowledge on how major transformations can be triggered. To use a common distinction, we have solid knowledge of the systems at play, we know the targets society should be heading for, and these targets have been globally and politically agreed to, but our knowledge on transformations, while growing, is obviously lacking. While this is true for all forms of knowledge to some extent, especially transformation knowledge requires more than just disciplinary or interdisciplinary research because it depends on transdisciplinary approaches that integrate the knowledge of practitioners from politics, administration, civil society and business.
Technological breakthroughs and policy measures targeting energy efficiency and clean energy alone will not suffice to deliver Paris Agreement-compliant greenhouse gas emissions trajectories in the next decades. Strong cases have recently been made for acknowledging the decarbonisation potential lying in transforming linear economic models into closed-loop industrial ecosystems and in shifting lifestyle patterns towards this direction. This perspective highlights the research capacity needed to inform on the role and potential of the circular economy for climate change mitigation and to enhance the scientific capabilities to quantitatively explore their synergies and trade-offs. This begins with establishing conceptual and methodological bridges amongst the relevant and currently fragmented research communities, thereby allowing an interdisciplinary integration and assessment of circularity, decarbonisation, and sustainable development. Following similar calls for science in support of climate action, a transdisciplinary scientific agenda is needed to co-create the goals and scientific processes underpinning the transition pathways towards a circular, net-zero economy with representatives from policy, industry, and civil society. Here, it is argued that such integration of disciplines, methods, and communities can then lead to new and/or structurally enhanced quantitative systems models that better represent critical industrial value chains, consumption patterns, and mitigation technologies. This will be a crucial advancement towards assessing the material implications of, and the contribution of enhanced circularity performance to, mitigation pathways that are compatible with the temperature goals of the Paris Agreement and the transition to a circular economy.
Kreislaufwirtschaft beschreibt ein Konzept, bei dem Abfall und Verschmutzung nicht per se im Wirtschaftsdesign vorausgesetzt werden. Sie greift damit die Ursachen der derzeit global dringlichsten Querschnittsthemen nachhaltiger Entwicklung mit dem Ziel auf, verantwortungsvoll mit Ressourcen, Wertstoffen, Produkten und der Umwelt umzugehen. Entstehen soll damit eine Welt, in der kein Müll produziert wird. Das Konzept verfolgt dabei einen multidimensionalen Ansatz und umfasst alle Wirtschaftsbereiche - von der Ressourcengewinnung über die Produktion, die Lagerung und den Konsum bis hin zur Entsorgung beziehungsweise zum Recycling. Mithilfe der Kreislaufwirtschaft können multiple Nachhaltigkeitsziele der Agenda 2030 schneller erreicht werden, weshalb sie als ein zentraler Baustein nachhaltiger Entwicklung gilt.
Um einen angemessenen Beitrag zu einer Begrenzung des weltweiten Temperaturanstiegs auf 1,5 Grad Celsius zu leisten, müsste Deutschland und damit auch der Gebäudesektor schon bis 2035 treibhausgasneutral sein. Greenpeace hat daher das Wuppertal Institut beauftragt, ein Sechs-Punkte-Sofortprogramm für erneuerbare Wärme und effiziente Gebäude zu erarbeiten, mit dem dieses Ziel erreichbar wird. Das Sofortprogramm sieht vor, dass in drei zentralen Bereichen jeweils eine ordnungsrechtliche Maßnahme mit einer spezifischen, dazu passenden finanziellen Fördermaßnahme kombiniert wird:
1) Ausstiegsgesetz für fossile Heizungen und Förderung für elektrische Wärmepumpen und Solarthermie. 2) Pflicht und Förderung für die energetische Sanierung ineffizienter Gebäude mit ökologischen Kriterien. 3) Gesetz mit Zielen sowie förderlichen Bestimmungen und dazu passende Förderung für Erneuerbare-Wärmenetze: Ausbau und Umstieg auf grüne Wärmeerzeugung.
So erhöht das Sofortprogramm die energetische Sanierungsrate auf drei bis vier Prozent pro Jahr und führt dazu, dass schon 2035 fast zwei Drittel der Gebäude mit Wärmepumpen und etwa ein Viertel mit Nah- und Fernwärme aus erneuerbaren Energien beheizt werden und ein Drittel zusätzlich mit thermischen Solaranlagen ausgestattet wird.
Die vorliegende Darstellung vergleicht fünf ausgewählte aktuelle Klimaschutzszenarien für Deutschland in Hinblick auf zentrale Entwicklungen im Energiesystem bis Mitte des Jahrhunderts. Die fünf Szenarien sind zwischen April und Oktober 2021 erschienen und beschreiben unterschiedliche Pfade, wie Klimaneutralität in Deutschland bis zum Jahr 2045 bzw. 2050 erreicht werden könnte. Die Szenarien wurden von verschiedenen Organisationen in Auftrag gegeben und von unterschiedlichen wissenschaftlichen Instituten bzw. Beratungsunternehmen erarbeitet.
Im vorliegenden Vergleich werden verschiedene Kenngrößen des Energiesystems auf Energieangebots- sowie Energienachfrageseite betrachtet. Die Gegenüberstellung der jeweiligen Entwicklungen in den Szenarien soll aufzeigen, in welchen Bereichen die Studien auf dem Weg zur Klimaneutralität ähnliche Entwicklungen vorsehen und in welchen Bereichen es derzeit noch deutlich abweichende Vorstellungen über die genaue Ausgestaltung der Energiesystemtransformation gibt.
In den vergangenen zwei Jahren hat sich die Welt verändert und vermehrt beherrschen Krisen das Bild. Jahrzehntelange Gewissheiten gelten nicht mehr, Risiken und Unsicherheiten nehmen zu, die Herausforderungen werden immer komplexer und erfordern gleichzeitig immer schnelleres und konsequenteres Handeln.
Das Ziel der Klimaneutralität bis zum Jahr 2045 stellt nicht zuletzt den Industriesektor vor erhebliche Herausforderungen. Für diesen Sektor werden teilweise sehr unterschiedliche Entwicklungspfade in Richtung Klimaneutralität beschrieben, wie ein Blick in verschiedene aktuelle Szenariostudien zeigt. Dennoch gibt es auch im Industriesektor bestimmte Emissionsminderungsstrategien, die in allen vorliegenden Szenarien als unverzichtbar angesehen werden.
Innerhalb des Projekts "Digitalisierung gestalten - Transformation zur Nachhaltigkeit ermöglichen" werden die besonderen Transformationspotenziale der Digitalisierung herausgearbeitet und für Deutschland am Beispiel der ausgewählten Handlungsfelder Mobilität, Circular Economy sowie Landwirtschaft und Ernährung diskutiert.
Dieser Bericht adressiert das Handlungsfeld einer klimaschonenden und ressourceneffizienten Kreislaufwirtschaft, die Circular Economy. Bisher wird Kreislaufwirtschaft dabei vor allem mit Fokus auf Recycling und Wiederverwertung von Materialien diskutiert. Das greift jedoch zu kurz - es muss um die Skalierung von neuen, ressourcenschonenden Geschäftsmodellen und der umfassenden Transformation von Wertschöpfungsketten und Industriestrukturen gehen.
Die Analyse zeigt: richtig eingesetzt ist Digitalisierung unverzichtbar für diesen Wandel.
Der vorliegende Bericht möchte Anstöße für diesen Weg liefern und neue Impulse für eine klima- und ressourcenschonende Industrietransformation in Deutschland setzen. Der Bericht verarbeitet dabei Ergebnisse eines interdisziplinären Workshops zum Thema "Die digital-ökologische Industrietransformation gestalten - Geschäftsmodelle und politische Rahmenbedingungen für Klima- und Ressourcenschutz" mit Expertinnen und Experten aus Forschung, Zivilgesellschaft, Behörden und Privatunternehmen.
Within the Shaping Digitalisation project, we aim to highlight and discuss the opportunities that digitalisation can bring to Germany. In particular, we are discussing three stand-out areas where action is most needed to achieve ecological transformation: mobility, the circular economy, and agriculture and food.
This report addresses the second area in need of action. Up until now, discussions on the circular economy have been limited to recycling and the re-use of materials. We must expand the scope of these discussions to include new, resource-efficient business models and the comprehensive transformation of value chains and industrial structures. Our analysis has found that digitalisation is indispensable for this transformation if used properly.
We hope this report will provide the impetus needed to kick-start a climate- and resource-friendly industrial transformation in Germany. Here, we have incorporated the findings of our interdisciplinary workshop on "Shaping the Digital-Ecological Industrial Transformation - Business Models and Political Framework Conditions for Climate and Resource Protection" that was attended by experts from international research institutes, civil organizations, public authorities, and private companies.
Although smart energy technologies (SETs) can fulfill multiple tasks in increasingly decarbonized and digitalized energy systems, market diffusion is still limited. This study investigates which beliefs influence consumers' intention to adopt two smart-energy offerings, whether the rapid growth of the smart home market will now drive SET adoption, and if consumer-driven diffusion will lead to sustainability potentials being realized. Building on UTAUT2, a new theoretical model is proposed, and a consumer acceptance survey was conducted in Germany (n = 700). Results indicate that a growing smart home market will not increase SET adoption and that "adjustable green defaults" should be introduced.
Model-based scenario analyses of future energy systems often come to deviating results and conclusions when different models are used. This may be caused by heterogeneous input data and by inherent differences in model formulations. The representation of technologies for the conversion, storage, use, and transport of energy is usually stylized in comprehensive system models in order to limit the size of the mathematical problem, and may substantially differ between models. This paper presents a systematic comparison of nine power sector models with sector coupling. We analyze the impact of differences in the representation of technologies, optimization approaches, and further model features on model outcomes. The comparison uses fully harmonized input data and highly simplified system configurations to isolate and quantify model-specific effects. We identify structural differences in terms of the optimization approach between the models. Furthermore, we find substantial differences in technology modeling primarily for battery electric vehicles, reservoir hydro power, power transmission, and demand response. These depend largely on the specific focus of the models. In model analyses where these technologies are a relevant factor, it is therefore important to be aware of potential effects of the chosen modeling approach. For the detailed analysis of the effect of individual differences in technology modeling and model features, the chosen approach of highly simplified test cases is suitable, as it allows to isolate the effects of model-specific differences on results. However, it strongly limits the model's degrees of freedom, which reduces its suitability for the evaluation of fundamentally different modeling approaches.
The COVID-19 pandemic has jolted societies out of normality, possibly creating new conditions for sustainability transformations. What does this mean for sustainability research? Because of the scope of the crisis, researchers have been heavily involved: not only have they had to speed up the pace of scientific production to provide urgently needed COVID-19 knowledge, but they have also been affected citizens. For sustainability science, this calls for an experience-based reflection on the positionality and orientation of research aiming to support sustainability transformations. Twenty sustainability researchers discussed their sustainability research on COVID-19 in three workshops based on the following questions: How does the pandemic - and the measures taken to deal with it - affect sustainable development? What can we learn from the pandemic from the perspective of societal transformation? The present discussion paper emerged from this multidisciplinary exchange among sustainability researchers, considering five topics: impacts of the COVID-19 crisis on sustainability transformations; learning for sustainability transformations; the role of solidarity; governance and political steering; and the role of science in society. Our discussions led to a meta-level reflection on what sustainability research can learn from research on COVID-19 regarding topics and disciplinary angles, time dimensions, the role of researchers, and how adequate preparation for both crises and long-term transformations requires interdisciplinary interaction.
Die Stärkung der Digitalisierung im Nachhaltigkeitsmanagement und das Schaffen einer einheitlichen sowie konsistenten Datenbasis können Unternehmen maßgeblich unterstützen, steigenden Nachhaltigkeitsanforderungen zu entsprechen und die Transparenz zur Nachhaltigkeit des Wirtschaftens zu gewährleisten. Dieser Beitrag stellt Anforderungen und einen serviceorientierten Ansatz zur Entwicklung einer Plattform für datengestütztes Nachhaltigkeitsmanagement in produzierenden Unternehmen vor.
In warm and hot climates, ceiling fans and/or air conditioners (ACs) are used to maintain thermal comfort. Ceiling fans provide air movement near the skin, which enhances the evaporation of sweat, reduces heat stress, and enhances thermal comfort. This is also called the cooling effect. However, AC usage behaviour and the effects of elevated air speed through the use of ceiling fans on indoor operative temperature during AC usage are not widely studied. This study investigated the optimum AC (cooling) set point temperature and air velocity necessary for maintaining thermal comfort while achieving energy conservation, in mixed-mode buildings in India, through field studies by using used custom-built Internet of Things (IOT) devices. In the current study, the results indicate a 79% probability that comfort conditions can be maintained by achieving a temperature drop of 3K. If this drop can be achieved, as much as possible, through passive measures, the duration of AC operation and its energy consumption are reduced, at least by 67.5 and 58.4%, respectively. During the air-conditioned period, there is a possibility that the cooing effect is reduced because of increase in operative temperature due to ceiling fan operation. Therefore, the optimum solution is to maintain the highest AC set point and minimum fan speed setting that are acceptable.
The QualDeEPC project is aiming to both improve quality and cross-EU convergence of Energy Performance Certificate schemes, and the link between EPCs and deep renovation: High-quality Energy Performance Assessment and Certification in Europe Accelerating Deep Energy Renovation. The objective of the project is to improve the practical implementation of the assessment, issuance, design, and use of EPCs as well as their renovation recommendations, in the participating countries and beyond.
This report serves as a compilation of the project's proposal for an enhanced and converging EPC assessment and certification scheme. It aims to provide a detailed description on the set of practical concepts, policy proposals, and tools for an enhanced EPC scheme towards deep renovation, developed by the QualDeEPC project. The project's substantial proposals both on EU and national level are presented in a comprehensive and rational way, guiding the relevant stakeholders, in particular the policy makers and competed bodies, on which steps need to be followed so as the proposals to be adapted and how the specific values can be determined in MSs. Furthermore, this report includes the project's proposal for defining "Deep Energy Renovation" based on a modified nZEB-based approach.
The project's priorities A) to G) addressed are presented in the following order in this document, reflecting the importance of the enhanced EPC template form and the training of EPC assessors in such schemes:
A) Improving the recommendations for renovation, which are provided on the EPCs, towards deep energy renovation;
E) High user-friendliness of the EPC, by way of an enhanced EPC template form, including an introduction of the proposed "Energy Rating" indicator;
D) Regular mandatory EPC assessor training or examination on assessment and renovation recommendations, required for certification/accreditation and registry;
B) Online tool for comparing EPC recommendations to deep energy renovation recommendations;
C) Creating Deep Renovation Network Platforms (DRNPs);
F) & G) Voluntary/mandatory advertising guidelines for EPCs and Improving compliance with the mandatory use of EPCs in real estate advertisement.
Umsetzung wie auch Förderung der Industrietransformation obliegen insbesondere Akteuren auf der europäischen sowie der nationalen Governance-Ebene. Gleichwohl sind vor dem Hintergrund der Dringlichkeit der Herausforderung und der Maßstabsebene eines Großteils der erforderlichen Maßnahmen auch kommunale Akteure und lokale Initiativen, darunter öffentliche Betreiber, Verwaltungen, öffentlich-private Kooperationen, Unternehmen oder zivilgesellschaftliche Gruppen in diesem Bereich von Bedeutung. Das liegt auch an der Tatsache, dass je nach wirtschaftlicher Struktur die Industrie für einen großen Teil der Treibhausgasemissionen in einer Kommune oder Region verantwortlich sein kann. Gleichzeitig gibt es vielfältige Stellschrauben vor Ort, um Klimaschutzmaßnahmen umzusetzen. Aufgrund der hohen Dichte an Akteuren und Institutionen bestehen auf der kommunalen Ebene große Handlungsmöglichkeiten für nachhaltige Transformationen, etwa im Bereich des Klimaschutzes.
Viele Kommunen setzen in ihren Klimaschutzkonzepten allerdings einen Schwerpunkt auf andere Bereiche, wie bspw. auf Klimaschutz bei öffentlichen Gebäuden, auch wegen der direkten Handlungsmöglichkeiten. Um die Industrie zu adressieren, greift die Kommunalverwaltung vornehmlich auf Beratungsangebote und Anreize zur Nutzung von erneuerbaren Energien zurück. Dabei gewinnt das Thema Klimaschutz gleichermaßen für Unternehmen wie auch für Kommunen immer weiter an Bedeutung. Für beide ist schon heute Klimaschutz ein wichtiger Wettbewerbs- und Standortfaktor.
Die bislang auf (Landes-)Politik, Unternehmen und Wissenschaft fokussierte Analyse der Industrietransformation in SCI4climate.NRW erweitert mit diesem Bericht den Blick auf die Einbindung und Rolle kommunaler Akteure, Strukturen und Prozesse. Es wird der Frage nachgegangen, welche Einflussmöglichkeiten Kommunen im Mehrebenen-Governance System der Industrietransformation in NRW haben und welche Interessen, Chancen und Herausforderungen seitens der Kommunen bestehen, um die Industrietransformation mitzugestalten.
Der Fokus wird dabei auf die Grundstoffindustrie, konkret auf die Chemie-, Stahl- und Zementindustrie, gelegt, da diese Industriezweige mit sehr hohen Treibhausgasemissionen verbunden sind und bislang bei der Frage nach kommunalen Handlungsmöglichkeiten von der Forschung noch wenig betrachtet wurden. Neben einer Literaturrecherche werden drei Fallstudien präsentiert, um sowohl die Möglichkeiten der Kommunen zu analysieren, aktuelle Aktivitäten einzuordnen sowie Chancen und Herausforderungen, die mit den Tätigkeiten verbunden sind, zu ermitteln.
The original objectives for introducing Energy Performance Certificates (EPCs) were 1) to make energy performance transparent in the building market, as a measure of energy costs of using a building that a potential buyer or tenant would be interested in; and 2) to encourage energy efficiency renovation. However, the current implementation of EPC schemes in the Member States still shows significant challenges in achieving these two objectives. The recast of the EU Directive on the Overall Energy Performance of Buildings (EPBD) provides a chance to enhance both the usefulness and quality of EPCs and the EPC schemes overall.
This document aims to inform both the debate on the recast of the EPBD and the enhancement of national EPC schemes in EU Member States. It presents the draft policy recommendations of the Horizon 2020 QualDeEPC project for making the EPBD and the national schemes more effective, particularly for deep renovation, and enhance their quality overall. The policy recommendations particularly target the link between EPCs and deep (energy) renovation1, while increasing the levels of ambition and convergence across the EU in terms of building renovation. Deep (energy) renovation is crucial for mitigating climate change and for energy security. The EPBD and all of its articles, as well as national EPC schemes, should aim to make deep (energy) renovation the default. This objective would be embedded and ensured in EPC schemes, if the policy recommendations provided in this document were adopted and implemented.
Der Klimawandel stellt uns vor die globale Herausforderung, auf fossile Energieträger zu verzichten. Die erfolgreiche Transformation des Energiesystems ist eine wesentliche Voraussetzung für eine vollständige Reduktion der Treibhausgase. Eine solche Transformation kann nur gelingen, wenn der fundamental neue Charakter des Systems erfasst und im abgeleiteten Rückschluss daraus der passende Pfad eingeschlagen wird. Im Kern lässt sich dieser neue Charakter als ein defossilisiertes, auf regenerativen Energien basierendes Energiesystem beschreiben.
The project "Plastic Credits - Financing the Transition to the Global Circular Economy" supports the implementation of a waste management structure in India's rural regions. By that it aims to improve the current waste collection and treatment structures in the pilot regions Goa, Maharashtra, and Kerala. Herein, the project focuses on low value plastics (LVP), and especially multi-layer plastics (MLP), that have no market value. In order to analyze the environmental impacts of the project, an Environmental Impact Assessment (EIA) was conducted. The considered environmental components comprise: greenhouse gas emissions, usage of primary resources, impacts on marine and terrestrial wildlife, standard of living, and economic costs.
Vor dem Hintergrund der zunehmenden Auswirkungen der Klimakrise und der durch den Angriffskriegs Russlands gegen die Ukraine entstandenen Energie- und Rohstoffversorgungsprobleme ist die Bundesregierung zu einem schnellen und zielführenden Handeln gezwungen. Neben der Herstellung von Versorgungssicherheit müssen die durch stark steigende Energie- und Lebensmittelpreise entstehenden sozialen Härten abgefedert werden. Um diese Aufgabe bestmöglich zu bewältigen, bedarf es eines politischen Instruments, das notwendige Veränderungen der Lebens- und Wirtschaftsweise ermöglicht und soziale Belastungen in den Krisen auffängt.
Mit Blick auf diese Problemstellung werden in diesem Wuppertal Report bereits vorhandene politische Instrumente, deren Mittel nicht zweckgebunden verwendet werden müssen, einer SWOT-Analyse unterzogen und erste Ideen für ein sogenanntes Transformationsgeld vorgestellt, das die Mehrdimensionalität der derzeitigen Problemlage berücksichtigt. Das Transformationsgeld ist als zweckungebundene staatliche Transferleistung konzipiert, um die Freiheit der Konsument*innen nicht einzuschränken und Preiseffekte nicht zu nivellieren. Die Höhe der Transferleistung hängt von der ökonomischen Situation des Haushalts ab und soll nicht nur eine Kompensation der Mehrkosten darstellen, sondern gesellschaftliche Teilhabe ermöglichen.
Abseits des Transformationsgelds liefert die Kurzstudie auch eine Einschätzung der Autor*innen, was aus ihrer Sicht kurzfristig gegen die bestehenden Probleme getan werden sollte.
A clear understanding of socio-technical interdependencies and a structured vision are prerequisites for fostering and steering a transition to a fully renewables-based energy system. To facilitate such understanding, a phase model for the renewable energy (RE) transition in MENA countries has been developed and applied to the country case of Morocco. It is designed to support the strategy development and governance of the energy transition and to serve as a guide for decision makers. Such a phase model could be shared widely as part of Morocco's engagement in international platforms of multilateral collaboration, such as the Energy Transition Council (chaired by the United Kingdom (UK) and managed by the British Embassy - Rabat).
The analysis shows that Morocco has fully embarked on the energy transition. According to the MENA phase model, Morocco can be classified as being in the second phase "System Integration of Renewables". Nevertheless, Morocco plans to considerably increase the use of natural gas in order to back up intermittent solar and wind energy sources. The diversification of energy sources and a diverse portfolio of storage options, including solar thermal power and hydrogen, can foster flexibility options. To this end, a roadmap for power-to-X (PtX) should be considered for a smooth transition of the Moroccan energy supply and demand system.
The expansion of local REs can significantly contribute to reducing Morocco's high fossil fuel imports that are causing a high fiscal burden. With this regard, energy security can be strengthened. Next to large-scale deployment, decentralisation of the energy system must be built to encourage an energy transition on all societal levels. The results of the analysis along the transition phase model towards 100% RE are intended to stimulate and support the discussion on Morocco's future energy system by providing an overarching guiding vision for energy transition and the development of appropriate policies.
The twenty-seventh Conference of the Parties (COP27) to the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) in Sharm el-Sheikh made history by for the first time ever discussing and ultimately even agreeing to establish a fund to address loss and damage caused by climate change. However, the conference did little to limit the occurrence of loss and damage in the first place by containing the extent of climate change. This article discusses the conference's outcomes in the areas of mitigation and adaptation, loss and damage, the Global Stocktake, cooperation under Article 6 of the Paris Agreement, climate finance, and gender-responsiveness. While modest progress can be observed, it is too slow to actually achieve the objectives of the Paris Agreement. This pace is leading many, not least the most vulnerable countries, to search for parallel arenas of cooperation.
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.
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.
This study presents in detail: the use of plastic products and the opportunities for recyclate use in the construction sector, quantities of plastic used, take-back systems, recycling techniques, current recyclate use and plastic construction product packaging.Potentials for increasing high-quality recyclate use were identified. Existing hurdles and options for action for industry and politics are presented. Current recyclate use as well as its potential use are strongly dependent on the application area of plastics. The biggest hurdles for the use of recycled materials are product life time, dismantling and technical requirements.
By use of macro-economic model EXIOMOD, the expected impacts of actions described in the Strategic Research and Innovation Agenda (SRIA) have been analyzed. The results of this analysis show that the R&I actions described in the SRIA contribute to decoupling economic growth from resource use. The actions are expected to cause an increasing gross domestic product and a decreasing raw material demand. This results in an increasing extracted resource productivity, a measure used to show the decoupling of economic growth and resource use. It can however be questioned whether the actions in the SRIA - or the measures implemented in the model - assume a strong enough pace for decoupling economic growth and material use. The actions contribute to the climate goals of the European Commission, by showing a pathway through which the emissions of greenhouse gas can be reduced.
Klimasteuern in Deutschland (eingebunden in die EU) : Nutzen für die Entwicklungszusammenarbeit
(2021)
Die Publikation soll es Fachleuten aus Drittstaaten ermöglichen, aus den Erfahrungen, die in Deutschland mit "Klimasteuern" gemacht worden sind, Anregungen für die eigene Steuerpolitik mitzunehmen.
"Klima-Steuern" sollen Preisrelationen für Wirtschaftssubjekte so ändern, dass klimafreundliche Optionen profitabler werden. Dabei wird ein sehr weites Verständnis von "Klimasteuern" zugrunde gelegt. Nach methodischen und begrifflichen Vorüberlegungen wird eine Art "Architektur" für mögliche Ansatzpunkte solcher Steuern bereitgestellt. Exemplifiziert wird dieses moderne Verständnis von "Klimasteuern" in den Sektoren Transport, Gebäude, Elektrizität (Verbrauch und Herstellung) sowie Landwirtschaft.
Der Verkehrssektor verursacht rund 20 Prozent der Treibhausgas-Emissionen in Deutschland und ist damit unverzichtbar, um die nationalen Klimaschutzziele zu erreichen. Doch in keinem anderen Sektor liegen Wunsch und Wirklichkeit auf dem Weg zur Klimaneutralität noch so weit auseinander wie im Verkehrssektor. Die vorliegende Studie zeigt daher neue Wege für den Einstieg in eine klimaschonende und nachhaltige Verkehrswende in Deutschland. Sie liefert Handlungsoptionen für die Umsetzung der Ziele des Koalitionsvertrags zum Ausbau ambitionierter, digitaler Mobilitätslösungen.
Die Forschenden formulieren acht Thesen, wie sich das Potenzial der Digitalisierung für eine nachhaltige Mobilität nutzen lässt und welche politische Flankierung und Unterstützung dafür erforderlich sind. Entscheidend sei demnach die finanziellen und regulatorischen Leitplanken so auszugestalten, dass sie einerseits den schnellen Ausbau des digitalisierten Umweltverbunds vorantreiben und andererseits zu einer schrittweisen Eingrenzung des Pkw-Verkehrs führen.
Klimapaket Autoverkehr : mit welchen Maßnahmen der PKW-Verkehr in Deutschland auf Klimakurs kommt
(2021)
Bereits in diesem Jahr droht der Verkehr sein Klimaziel nach dem Pandemie-bedingten Rückgang im vergangenen Jahr wieder um bis zu 10 Millionen Tonnen CO2 zu verfehlen, so eine aktuelle Abschätzung der Berliner Denkfabrik Agora Energiewende. Der Rückstand des Verkehrs beim Klimaschutz ist so groß, dass sich die CO2-Ziele bis zum Jahr 2030 nur mit einer Kombination mehrerer politischer Maßnahmen erreichen lassen.
Dies zeigt die vorliegende Studie des Wuppertal Instituts im Auftrag von Greenpeace. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben kalkuliert, wie viel CO2 sich mit acht Maßnahmen im Autoverkehr jeweils einsparen lässt. Eine Zulassungssteuer für besonders umweltschädliche Autos etwa könne den CO2-Ausstoß bis 2030 in Summe um etwa 28 Millionen Tonnen senken, ein angemessener CO2-Preis für Diesel und Benzin um 16 Millionen Tonnen. Den Ausbau des Fernstraßennetzes auszusetzen, ersparte dem Klima knapp 21 Millionen Tonnen.
Angesichts der drängenden Herausforderungen unserer Zeit erwarten große Teile der Öffentlichkeit und Politik eine engagierte Wissenschaft, die sich aktiv an der Lösung ökologischer, ökonomischer und sozialer Probleme beteiligt. Diese Erwartungshaltung hat dazu beigetragen, Diskussionen über eine "third mission" der Wissenschaft aufzuwerfen. Damit verbunden sind Fragen zu gesellschaftlichem Engagement und Distanz zur Politik in Forschung und Lehre, mit denen sich bereits der amerikanische Wissenschaftssoziologe Robert K. Merton in den 30er Jahren des vergangenen Jahrhunderts beschäftigte und die ihn dazu bewogen, ein Ethos der Wissenschaft zu postulieren. (...)
Vor dem Hintergrund der Traumatisierung der Wissenschaft durch den Nationalsozialismus und seine dramatischen Folgen stellt sich heute nach wie vor die Frage, ob - und wenn ja wie - Forschung und Lehre gegen politische Intervention und Pervertierung immunisiert werden können. Gibt es überhaupt so etwas wie "reine Wissenschaft" und wie lässt sich diese abgrenzen? Brauchen wir ein Wissenschaftsethos oder gibt es dazu Alternativen?
Im Folgenden versuchen wir uns diesen Fragen zu nähern. Wir sind weder Wissenschaftssoziologen noch Wissenschaftshistoriker und werden deshalb nur sehr kursorisch auf die entsprechenden Forschungen verweisen. Wir nähern uns den Fragen zum einen aus der Perspektive der angewandten Nachhaltigkeitsforschung und zum anderen mit einem wissenschaftsphilosophischen und erkenntnistheoretischen Hintergrund. Unsere Kritik an Mertons Ansatz hat daher sowohl einen explizit praktischen als auch philosophischen Zugang.
Die nationale Wasserstoffstrategie der Bundesregierung beinhaltet zentrale Zielkonflikte: Stärkung der deutschen Wirtschaft versus hohe Importquote, günstigere Produktionskosten im Ausland versus höhere Wertschöpfung durch Produktion im Inland. Vor diesem Hintergrund wird in diesem Beitrag diskutiert, wie groß die Kostenunterschiede ausfallen, welche Bedeutung die Transportkosten haben und welche Reboundeffekte bei Importen aus Nordafrika zu beachten sind.
The impacts of the COVID-19 crisis and the global response to it will co-determine the future of climate policy. The recovery packages responding to the impacts of the pandemic may either help to chart a new sustainable course, or they will further cement existing high-emission pathways and thwart the achievement of the Paris Agreement objectives. This article discusses how international climate governance may help align the recovery packages with the climate agenda. For this purpose, the article investigates five key governance functions through which international institutions may contribute: send guidance and signals, establish rules and standards, provide transparency and accountability, organize the provision of means of implementation, and promote collective learning. Reflecting on these functions, the article finds that the process under the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC), together with other international institutions, could promote sustainable recovery in several ways.
Das Fortschreiten des Klimawandels und die Schädigung der Ökosysteme machen deutlich, dass die seit Jahrzehnten international geforderte nachhaltige Entwicklung zu den wichtigsten Herausforderungen gehören.
Um die von den Vereinten Nationen in der Agenda 2030 festgeschriebenen Nachhaltigkeitsziele, den sogenannten Sustainable Development Goals (SDGs), zu erreichen, sind alle relevanten Akteurinnen und Akteure - die Politik, die Wirtschaft sowie jede und jeder Einzelne - gefragt.
Eine nachhaltige Entwicklung, die zugleich Umweltschonung, stabile wirtschaftliche und gesellschaftliche Entwicklung sowie soziale Gerechtigkeit berücksichtigt, beruht damit auf der Kompetenz oder auch der "Literacy" der Einzelnen, für sich und im Kollektiv nachhaltiges Handeln auszuüben und im gegenseitigen Miteinander fördern zu können. Doch welche Fähigkeiten sind notwendig, um nachhaltig Handeln zu können? Welche Fähigkeiten brauchen insbesondere Konsumentinnen und Konsumenten, um ihre Produktions- und Konsummuster nachhaltiger (mit-)gestalten zu können?
Antworten darauf liefert die "Literacy für nachhaltigen Konsum", die in dem vorliegenden Diskussionspapier entwickelt und vorgestellt wird.
Quantitative environmental assessments are crucial in working effectively towards sustainable production and consumption patterns. Over the last decades, life cycle assessments (LCA) have been established as a viable means of measuring the environmental impacts of products along the supply chain. In regard to user and consumption patterns, however, methodological weaknesses have been reported and, several attempts have been made to improve LCA accordingly, for example, by including higher order effects and behavioural science support. In a discussion of such approaches, we show that there has been no explicit attention to the concepts of consumption, often leading to product-centred assessments. We introduce social practice theories in order to make consumption patterns accessible to LCA. Social practices are routinised actions comprising interconnected elements (materials, competences, and meanings), which make them conceivable as one entity (e.g. cooking). Because most social practices include some sort of consumption (materials, energy, air), we were able to develop a framework which links social practices to the life cycle inventory of LCA. The proposed framework provides a new perspective of quantitative environmental assessments by switching the focus from products or users to social practices. Accordingly, we see the opportunity in overcoming the reductionist view that people are just users of products, and instead we see them as practitioners in social practises. This change could enable new methods of interdisciplinary research on consumption, integrating intend-oriented social sciences and impact-oriented assessments. However, the framework requires further revision and, especially, empirical validation.
Roadmaps for India's energy future foresee that coal power will continue to play a considerable role until the middle of the 21st century. Among other options, carbon capture and storage (CCS) is being considered as a potential technology for decarbonising the power sector. Consequently, it is important to quantify the relative benefits and trade-offs of coal-CCS in comparison to its competing renewable power sources from multiple sustainability perspectives. In this paper, we assess coal-CCS pathways in India up to 2050 and compare coal-CCS with conventional coal, solar PV and wind power sources through an integrated assessment approach coupled with a nexus perspective (energy-cost-climate-water nexus). Our levelized costs assessment reveals that coal-CCS is expensive and significant cost reductions would be needed for CCS to compete in the Indian power market. In addition, although carbon pricing could make coal-CCS competitive in relation to conventional coal power plants, it cannot influence the lack of competitiveness of coal-CCS with respect to renewables. From a climate perspective, CCS can significantly reduce the life cycle GHG emissions of conventional coal power plants, but renewables are better positioned than coal-CCS if the goal is ambitious climate change mitigation. Our water footprint assessment reveals that coal-CCS consumes an enormous volume of water resources in comparison to conventional coal and, in particular, to renewables. To conclude, our findings highlight that coal-CCS not only suffers from typical new technology development related challenges - such as a lack of technical potential assessments and necessary support infrastructure, and high costs - but also from severe resource constraints (especially water) in an era of global warming and the competition from outperforming renewable power sources. Our study, therefore, adds a considerable level of techno-economic and environmental nexus specificity to the current debate about coal-based large-scale CCS and the low carbon energy transition in emerging and developing economies in the Global South.
The transdisciplinary research mode has gained prominence in the research on and for sustainability transformations. Yet, solution-oriented research addressing complex sustainability problems has become complex itself, with new transdisciplinary research formats being developed and tested for this purpose. Application of new formats offers learning potentials from experience. To this end, we accompanied fourteen research projects conceptualized as real-world labs (RwLs) from 2015 to 2018. RwLs were part of a funding program on "Science for Sustainability" in the German federal state of Baden-Württemberg. Here, we combine conceptual and empirical work to a structured collection of experiences and provide a comprehensive account of RwLs. First, we outline characteristics of RwLs as transformation oriented, transdisciplinary research approach, using experiments, enabling learning and having a long-term orientation. Second, we outline eleven success factors and concrete design notes we gained through a survey of the 14 RwLs: (1) find the right balance between scientific and societal aims, (2) address the practitioners needs and restrictions, (3) make use of the experimentation concept, (4) actively communicate, (5) develop a "collaboration culture", (6) be attached to concrete sites, (7) create lasting impact and transferability, (8) plan for sufficient time and financial means, (9) adaptability, (10) research-based learning, and (11) recognize dependency on external actors. Characteristics and success factors are combined to illustrate practical challenges in RwLs. Third, we show which methods could be used to cope with challenges in RwLs. We conclude discussing the state of debate on RwLs and outline future avenues of research.
Water availability plays an important role in the expansion planning of utility-scale solar power plants, especially in the arid regions of the Middle East and North Africa. Although these power plants usually account for only a small fraction of local water demand, competition for water resources between communities, farmers, companies, and power suppliers is already emerging and is likely to intensify in future. Despite this, to date there has been a lack of comprehensive studies analyzing interdependencies and potential conflicts between energy and water at local level. This study addresses this research gap and examines the linkages between water resources and energy technologies at local level based on a case study conducted in Ouarzazate, Morocco, where one of the largest solar power complexes in the world was recently completed. To better understand the challenges faced by the region in light of increased water demand and diminishing water supply, a mixed-method research design was applied to integrate the knowledge of local stakeholders through a series of workshops. In a first step, regional socio-economic water demand scenarios were developed and, in a second step, water saving measures to avoid critical development pathways were systematically evaluated using a participatory multi-criteria evaluation approach. The results are a set of water demand scenarios for the region and a preferential ranking of water saving measures that could be drawn upon to support decision-making relating to energy and water development in the region.
Expenditure-based indicators of energy poverty : an analysis of income and expenditure elasticities
(2021)
Energy poverty is high up on national and European Union policy agendas. A number of possible indicators to measure the issue have been identified in the literature, but comparable data with European coverage is scarce. The EU Commission thus proposes four independent indicators on the "EU Energy Poverty Observatory" based on self-reported items from the pan-European surveys on income and living conditions (SILC) and household budgets (HBS). It is of increasing public interest to analyse social impacts of energy policies, and quantify energy poverty indicators also from modelling. This paper first shortly outlines how the expenditure-based indicators using HBS micro data may be directly linked to existing macroeconomic models through their defining variables (energy expenditure and income). As endogenous modelling based on micro data is difficult, the link may be country-specific elasticities. The main contribution of the paper is a systematic in-depth sensitivity analysis of the two indicators to changes in income and energy expenditure following varying patterns in the underlying distributions of the micro data. The results may be used by future soft links to models. The results display sometimes counterintuitive effects. We find that whether these indicators increase/decrease after a change of income or energy expenditure largely depends on the specific country-wise income and energy expenditure distribution between households on a micro-level. Due to their definition, the examined indicators are especially sensitive, when income changes alter the indicator threshold values, which in these cases are the median values in underlying distributions. We discuss these findings and relate them to several indicator shortcomings and potential remedies through changes in indicator definition.
Flexible, system-oriented operating strategies are becoming increasingly important in terms of achieving a climate-neutral energy system transformation. Solid-oxide electrolysis (SOEC) can play an important role in the production of green synthesis gas from renewable energy in the future. Therefore, it is important to investigate the extent to which SOEC can be used flexibly and which feedback effects and constraints must be taken into account. In this study, we derived a specific load profile from an energy turnaround scenario that supports the energy system. SOEC short-stacks were operated and we investigated the impact that the load profile has on electrical stack performance and stack degradation as well as the product gas composition by means of Fourier-transform infrared spectroscopy. The stacks could follow the grid-related requirement profiles of secondary control power and minute reserves very well with transition times of less than two minutes per 25% of relative power. Only short-term disturbances of the H2/CO ratio were observed during transitions due to the adjustment of feed gases. No elevated degradation effects resulting from flexible operation were apparent over 1300 h, although other causes of degradation were present.
The need for a transition towards a circular economy (CE) is evident, as the current economic model is based on the exploitation of far more resources than the planet can replenish sustainably. A significant part of this economic transition is the inception of new, CE-oriented startups and business activities. While business model frameworks (BMF), such as the Business Model Canvas (BMC), were at the center of discussions about structuring business ideas in the beginning of the millennium, the conversation must now shift towards circular BMFs (CBMF). This paper follows the Design Research Methodology (DRM) for an empirical approach to devising a novel CBMF, including expert interviews as well as a first application of the framework with a startup. Throughout this process, a new and innovative tool called Circular Business Framework (CBF) was created and tested based on CE principles.
Cities are becoming digital and are aiming to be sustainable. How they are combining the two is not always apparent from the outside. What we need is a look from inside. In recent years, cities have increasingly called themselves Smart City. This can mean different things, but generally includes a look towards new digital technologies and claim that a Smart City has various advantages for its citizens, roughly in line with the demands of sustainable development. A city can be seen as smart in a narrow sense, technology wise, sustainable or smart and sustainable. Current city rankings, which often evaluate and classify cities in terms of the target dimensions 2smart" and "sustainable", certify that some cities are both. In its most established academic definitions, the Smart City also serves both to improve the quality of life of its citizens and to promote sustainable development. Some cities have obviously managed to combine the two. The question that arises is as follows: What are the underlying processes towards a sustainable Smart City and are cities really using smart tools to make themselves sustainable in the sense of the 2015 United Nations Sustainability Goal 11? This question is to be answered by a method that has not yet been applied in research on cities and smart cities: the innovation biography. Based on evolutionary economics, the innovation biography approaches the process towards a Smart City as an innovation process. It will highlight which actors are involved, how knowledge is shared among them, what form citizen participation processes take and whether the use of digital and smart services within a Smart City leads to a more sustainable city. Such a process-oriented method should show, among other things, to what extent and when sustainability-relevant motives play a role and which actors and citizens are involved in the process at all.
The demand for metals from the entire periodic table is currently increasing due to the ongoing digitalization. However, their use within electrical and electronic equipment (EEE) poses problems as they cannot be recovered sufficiently in the end-of-life (EoL) phase. In this paper, we address the unleashed dissipation of metals caused by the design of EEE for which no globally established recycling technology exists. We describe the European Union's (EU) plan to strive for a circular economy (CE) as a political response to tackle this challenge. However, there is a lack of feedback from a design perspective. It is still unknown what the implications for products would be if politics were to take the path of a CE at the level of metals. To provide clarification in this respect, a case study for indium is presented and linked to its corresponding recycling-metallurgy of zinc and lead. As a result, a first material-specific rule on the design of so-called "anti-dissipative" products is derived, which actually supports designing EEE with recycling in mind and represents an already achieved CE on the material level. In addition, the design of electrotechnical standardization is being introduced. As a promising tool, it addresses the multi-dimensional problems of recovering metals from urban ores and assists in the challenge of enhancing recycling rates. Extending the focus to other recycling-metallurgy besides zinc and lead in further research would enable the scope for material-specific rules to be widened.
Im vergangenen Jahr waren die Zuwachszahlen im Bereich der Elektromobilität in Deutschland höher als jemals zuvor. Das enorme Wachstum ist vor allem der EU-Verordnung zur Flottenemissionsnorm zu verdanken. Die Elektromobilität hat damit einen wichtigen Schritt gemacht und gezeigt, dass sie das Potenzial hat, den Verbrennungsmotor bald zu verdrängen. Doch allein ein sehr hoher Marktanteil an Elektroautos genügt nicht, um die mittelfristigen deutschen Klimaschutzziele zu erreichen. Dies ist eine der zentralen Aussagen der Autoren des vorliegenden Impulspapiers. Sie empfehlen, dass die Europäische Union Herstellern weiterhin ambitionierte Zielvorgaben für emissionsarme Pkw machen sollte, damit schon im Jahr 2030 annähernd alle neu zugelassenen Pkw elektrisch angetrieben werden. Autos mit Hybridantrieb sind auf diesem Weg maximal eine wichtige Übergangstechnologie. Zentrale Voraussetzung ist zudem, dass die derzeitigen Ladevorgänge erleichtert werden, damit der Umstieg auf Fahrzeuge mit alternativem Antriebskonzept deutlich attraktiver wird.
The earth's capacity to absorb greenhouse gases is ultimately a critical limiting factor in the handling of metals. The fact that the demand for metals far exceeds their secondary production is extremely problematic at this point. Nevertheless, metals are crucial for climate protection and energy system transformation. Examples are the rare earth metal neodymium used in high-performance permanent magnets in wind turbines, the alkali metal lithium as the most important component in batteries, or the metal tellurium used in thin-film solar cells to generate solar power. It is therefore essential to promote the aspects of resource efficiency and to strengthen the critical role of metals in national and European policy programs. Next to a global solution, a European solo effort with predominantly market-based instruments and the effects of committed behaviour by civil society in the European Union (EU), show that the EU can make a considerable contribution to sustainable development on its own. Thus, a comprehensive approach is needed for sustainable metal management in the sense of a circular economy on the European level fostering sustainable production and consumption pathways. But, this need and the special role of metals are not seen in the current debate about resources in society and politics. Due to the fact that in public perception, metallic raw materials are often discussed as less urgent than energy or polymer raw materials, this article aims to highlight the critical role of metals.
Further, the objective of this contribution is to show which prerequisites exist for the development and establishment of a holistic metal management and where political strategies have to start. Challenges needed to be overcome to achieve such a holistic metal strategy and management are highlighted. In particular, the role of the metal industry, circular product design and labelling and corresponding indicator systems is examined. In addition, the special role of digitalisation is being worked out. Finally, conclusions are drawn and shown which aspects have to be considered for a holistic metal strategy and management.
Sustainable consumption policies affect households differently, in particular when they are confronted with limitations on income, time or freedom of movement (e.g. driving to work). And although it is possible to assess either the average or individual material footprint (per capita or via surveys), we lack methods to describe different types of households, their lifestyles and footprints in a representative manner.
We explore possibilities to do so in this article. Our interest lies in finding an applicable method that allows us to describe the footprint of households regarding their socio-demographic characteristics but also find the causes consumption behaviour. This type of monitoring would enable us to tailor policies for sustainable consumption that respect people's needs and restrictions.
Water and energy are two pivotal areas for future sustainable development, with complex linkages existing between the two sectors. These linkages require special attention in the context of the energy transition. Against this background, this paper analyses the role of water availability in the development of solar thermal and photovoltaic power plants for the case of the Draa Valley in southern Morocco. Located in a semi-arid to arid mountainous area, the Drâa Valley faces high water stress - a situation expected to worsen due to climate change. At the same time, the region has one of the greatest potentials for solar energy in the world. To examine whether limited water availability could accelerate or delay the implementation of solar thermal and photovoltaic power plants, this paper compares regional water availability and demand in the Draa Valley for different scenarios, paying particular attention to potential socio-economic development pathways. The Water Evaluation and Planning System software is applied to allocate the water resources in the study region. The water supply is modelled under the Representative Concentration Pathway 8.5 climate scenario, while the water demand for the Drâa Valley is modelled for a combination of three socio-economic and two energy scenarios. The climate scenario describes a significant decrease in water availability by 2050, while the socio-economic and energy scenarios show an increase in water demand. The results demonstrate that during a sequence of dry years the reservoirs water availability is reduced and shortages in water supply can result in high levels of unmet demand. If this situation occurs, oasis farming, water for drinking and energy production could compete directly with each other for water resources. The energy scenarios indicate that the use of dry cooling technologies in concentrated solar power and photovoltaic hybrid systems could be one option for reducing competition for the scarce water resources in the region. However, given that energy generation accounts for only a small share of the regional water demand, the results also suggest that socio-economic demand reduction, especially in the agricultural sector, for example by reducing the cultivated area, will most likely become necessary.
In this paper, we aim to present a comprehensive analysis on the emerging phenomenon of distributed innovation in commons-based peer production (CBPP) platforms. Starting with the exploration of the widely held belief on value-creation confined to industrial settings, we raise several questions regarding the feasibility of, and a need for, an inclusive innovation process that can tap grassroots capacity into both traditional (industrial research and development) and emerging (peer-to-peer) innovation models to yield sustainable solutions. In particular, we explore the emergence and structuration of digital innovations in the maker movement, as it presents an alternative construct of innovation wherein access to and sharing of knowledge is predominantly distributed. With innovation outcomes often freely revealed, its very structuration could pose a principal challenge to our conceptualizations of value creation and competitive advantage in the current economic model. Drawing from responses received from 200 collaborative innovation platforms, six semi‐structured interviews focusing on socio-technical innovation cases, as well as four in-depth narrative interviews with maker turned entrepreneurs, we present a detailed analysis on the topology of network, typology of actors, as well as the underlying innovation ecosystem in CBPP networks in Germany. In doing so, we contribute to the conceptualization of peer-to-peer distributed innovations in collaborative platforms.
A clear understanding of socio-technical interdependencies and a structured vision are prerequisites for fostering and steering a transition to a fully renewables-based energy system. To facilitate such understanding, a phase model for the renewable energy (RE) transition in the Middle East and North Africa (MENA) countries has been developed and applied to the country case of Lebanon. It is designed to support the strategy development and governance of the energy transition and to serve as a guide for decision makers.
Lebanon's energy transition towards REs stands at a very early stage of the first transformation phase. Although abundant solar and wind energy potential does exist, the pathway towards a 100% renewables energy seems very challenging for Lebanon, as a consequence of highly unstable political conditions. The most pressing concern for Lebanon's electricity sector is combating the country's fiscal imbalance, while providing secure and reliable electricity supply. At the operational level, Lebanon's grid network requires significant investments to rebuild, retrofit, and expand the overall capacity and energy efficiency improvements.
The need to strengthen the energy system after the political turmoil of the civil war is likely to offer several long-term opportunities, such as developing the economy, reducing environmental pollution, and increasing the energy security. In order to move forward into the first phase, Lebanon needs to improve the framework conditions for REs and implement its visions. It needs to support the market development in a realistic timeframe, where structural reforms represent the highest priority.
The results of the analysis along the transition phase model towards 100% renewables energy are intended to stimulate and support the discussion on Lebanon's future energy system by providing an overarching guiding vision for the energy transition and the development of appropriate policies.
Urban transitions and transformations research fosters a dialogue between sustainability transitions theory an inter- and transdisciplinary research on urban change. As a field, urban transitions and transformations research encompasses plural analytical and conceptual perspectives. In doing so, this field opens up sustainability transitions research to new communities of practice in urban environments, including mayors, transnational municipal networks, and international organizations.
Im Zeitalter des Anthropozän, also die geologische Epoche, die vom Menschen dominiert wird, sind die Menschen die treibende Kraft. Zehn Prozent der Menschheit verursachen die Hälfte der Emissionen der gesamten Weltbevölkerung. In der Enzyklika "Fratelli tutti" widmet sich Papst Franziskus dem Gedanken der Brüderlichkeit und plädiert für eine gerechte und geschwisterliche Welt. Wolfgang Sachs führt diesen Gedanken weiter und überträgt ihn auf das Machtverhältnis Mensch und Natur. Sein Beitrag verbindet die christlichen Leitgedanken des päpstlichen Lehrschreibens mit aktuellen Problematiken und er formuliert damit eine wichtige Leitfrage: Wie kann aus kollektivem Kontrollverlust wieder gemeinschaftliches Handlungspotenzial werden?
Which of Pope Francis' countless appearances will posterity consider truly iconic? Probably neither his journey to the shipwrecked in Lampedusa nor his encounter with the indigenous peoples of the Amazon, although both are characteristic of the pontificate - rather, it will be his appearance in the deserted St. Peter's Square during the coronavirus pandemic. A single figure in white, alone, laboriously climbing the steps to St. Peter's Basilica, then offering the Urbi et Orbi blessing with the monstrance - that image will be in the history books. This view undoubtedly thrives on contrast: the image of the Pope standing alone in the rain at nightfall in contrast to the image familiar to television viewers from all over the world where the Pope appears in St Peter's Square amidst the cheering of tens or hundreds of thousands under Bernini's colonnades. And then, in March 2020, a formidable showing of vulnerability that touched even non-believers.
Immer mehr Unternehmen verkünden, klimaneutral sein zu wollen und zahlreiche Firmen bieten bereits klimaneutrale Produkte oder Dienstleistungen an: Von der klimaneutralen Paketzustellung bis zur Flugreise. Doch was bedeuten die Neutralitätsziele der Unternehmen genau? Ist das gesetzte Ziel ambitioniert? Und welche Rolle spielt Offsetting, also der Ankauf von Klimaschutzzertifikaten und deren Anrechnung auf das eigene Klimaschutzziel? Die hinter den verkündeten Zielen stehenden Ansätze sind häufig nur schwer nachvollziehbar. Vor diesem Hintergrund gibt der vorliegende Zukunftsimpuls zehn Empfehlungen für die Festlegung und Umsetzung von Neutralitätszielen. Die Autorinnen und Autoren sprechen sich dabei unter anderem für die Nutzung einer robusten Datenbasis als Grundlage für Neutralitätsziele aus, betonen die Bedeutung einer transparenten Kommunikation und zeigen auf, welche Rolle Offsetting spielen sollte. So sollten angekaufte Klimaschutz-Zertifikate einen möglichst begrenzten Beitrag zur Zielerfüllung leisen und ausschließlich zum Ausgleich von Emissionen genutzt werden, die nicht reduziert oder vermieden werden können. Insgesamt sollten Neutralitätsziele nicht zum alleinigen Kriterium für ambitionierten Klimaschutz von Unternehmen gemacht werden, sie stellen vielmehr ein Baustein einer weitaus umfassenderen unternehmerischen Klimaschutzstrategie dar.
Urban development faces numerous challenges in the 21st century and a central task is the sustainable and liveable design of the city. Can the concept of a Smart City be a tool to making cities more liveable and sustainable? To find out, we chose a biographical method to analyse the steps towards a successful Smart City and to better understand the structures behind it. We combine the innovation biography method with a process model from sustainability governance research, namely Steurer's sustainability governance model and apply them to Vienna's Smart City, especially the preparation of the Vienna Smart City framework strategy (Steurer & Trattnigg, 2010). On the one hand, this article shows that a transfer of the innovation biography method to urban research can generate deeper insights on urban development processes in general. On the other hand, the approach chosen can show that Vienna integrates the sustainable urban design into the process of Smart City design. So the smart and sustainable city design, often called for in theoretical contributions, is practised in Vienna. Due to its reconstructive character, the biographical method has revealed that it is possible to govern sustainability by using Smart City as an umbrella strategy, as long as one manages it in an integrated and holistic way, recognises trends and is able to acquire and use research funds effectively and efficiently.
The knowledge gained from the new method for urban and Smart City research is twofold. Firstly, the transfer of the method previously developed in the human sciences and subsequently for organisations, institutions and products and services also works in urban research. Second, the innovation biography provides in-depth insights into the process towards the Smart City and the stakeholders involved. The use of the biographical method highlights the relevance of good governance in terms of interdisciplinary cooperation on the one hand and high political commitment on the other through the micro-level perspective and is also sensitive enough to highlight the importance of an appropriate narrative in and for the process towards the Smart City.
Especially in the arid areas of the Middle East and North Africa (MENA), water availability plays an important role in the expansion planning of industrial-scale solar power plants. Although power plants may account for only a very small portion of local water demand, competition for water with other sectors is expected to increase when water resources are insufficient for meeting local needs. This can lead to conflicts between different users (such as communities, farmers, tourism, businesses and utilities). Despite the increasing attention on the water-energy nexus, comprehensive studies analysing the interdependencies and potential conflicts between energy and water at the local level are absent.
To examine the linkages between water resources and energy technologies at the local level, this case study was selected because Morocco is one of the countries most affected by water scarcity and, at the same time, it is also one of the most promising countries in North Africa for the development of renewable energies and offers excellent conditions for solar and wind power plants. Nevertheless, the country's electricity system is still largely based on conventional energy sources, and the country is more than 95% dependent on energy imports. To strengthen the country's energy security and reduce the financial burden associated with energy imports, Morocco is pursuing an ambitious renewable energy expansion strategy: by 2020, around 42% of the national electricity demand should be met by renewable energies. In view of Morocco's ambitious plans, it is particularly important to identify the potential conflicts and synergies resulting from the expansion of renewable energies in relation to the water sector.
The energy sector today accounts for about 10% to 15% of global freshwater withdrawal. Most water in the energy sector is used for generating electricity, especially for cooling processes in thermal power plants. At the same time the demand for electricity is expected to increase significantly due to population growth and economic development in emerging and developing economies. Growing demand is also driven by electrification strategies pursued by industrialized countries to decarbonize their economies. With the global demand for electricity expected to increase significantly in the coming decades also the water demand in the power sector is expected to rise. However, due to the on-going global energy transition, the future structure of the power supply - and hence future water demand for power generation - is subject to high levels of uncertainty because the volume of water required for electricity generation varies significantly depending on both the generation technology and cooling system. In light of these challenges the objective of this analysis is to provide more systematic and robust answers in terms of the impacts of different decarbonization strategies in the electricity sector on water demand at global and regional level. The focus is on operational water use for electricity generation.
Green hydrogen will play a key role in building a climate-neutral energy-intensive industry, as key technologies for defossilising the production of steel and basic chemicals depend on it. Thus, policy-making needs to support the creation of a market for green hydrogen and its use in industry. However, it is unclear how appropriate policies should be designed, and a number of challenges need to be addressed. Based on an analysis of the ongoing German debate on hydrogen policies, this paper analyses how policy-making for green hydrogen development may support industry defossilisation. For the assessment of policy instruments, a simplified multi-criteria analysis (MCA) is used with an innovative approach that derives criteria from specific challenges. Four challenges and seven relevant policy instruments are identified. The results of the MCA reveal the potential of each of the selected instruments to address the challenges. The paper furthermore outlines how instruments might be combined in a policy package that supports industry defossilisation, creates synergies and avoids trade-offs. The paper's impact may reach beyond the German case, as the challenges are not specific to the country. The results are relevant for policy-makers in other countries with energy-intensive industries aiming to set the course towards a hydrogen future.
Wie gestalten wir Wohlstand zukunftsfähig - obwohl es immer weniger Erwerbsarbeit für alle gibt? Wie müssen Wettbewerb und Kooperation zusammenwirken? Wie verbessern wir die Balance zwischen den Marktgütern und den marktfreien Gütern, die heute so stark gefährdet erscheint?
Marktfreie Güter wie menschliche Zuwendung, selbstbestimmte Lebensführung, gesellschaftliche Integration und soziale Verantwortlichkeit sind nicht zu kaufen. Sie werden in Familie und Gruppe, in Nachbarschaft und bürgerschaftlichem Engagement hervorgebracht. Und sie sind nötiger denn je - zumal in den städtischen Räumen. Ausgehend von empirischen Untersuchungen, zeichnen die Autoren die Ansätze und Perspektiven einer Tätigkeitsgesellschaft, in der sich Erwerbs- und Subsistenzwirtschaft produktiv ergänzen.
Sustainable supply chains : global cooperative regional economies for prosperity and resilience
(2021)
Two thirds of today's world trade is based on global value chains and supply networks. Purely regional supply chains have become less important in recent decades. The effects of these globalised structures are manifold. On the one hand, they promote employment and generate prosperity. On the other hand, they are beset by extreme social, ecological and economic imbalances.
The COVID-19 pandemic has demonstrated the fragility of existing supply chain systems. The lockdown continues to disrupt complex supply chains and many problems of existing production and consumption continue to worsen. COVID-19 is one example of the crises that can shake globally networked supply chains in the short term. Other crises, such as climate change, develop more insidiously and are less immediately recognisable. Different as they are, such crises have one thing in common: they highlight the vulnerability of global social and economic structures and illustrate the impact of global trade on the regions and people of the world.
This is precisely where global sustainability strategy comes in - it aims to fundamentally reduce differences and inequalities in opportunities and quality of life. The COVID-19 pandemic has forced the entire world into upheaval, creating an opportunity to make sustainability a central political resilience strategy.
In the wake of the Corona pandemic, the discussion about resilient communities has flared up. In order to guarantee supply in the face of such crises, these should be more strongly regional and circular in their economic approach and global and sustainable in their perspective. The aim should be sustainable, transparent, non-exploitative supply chains that guarantee the security of supply to cover basic needs and public services despite sudden changes and crises.
This discussion paper draws a future scenario of globally cooperative, circular regional economies that fundamentally reduce global inequalities in opportunities and quality of life, while at the same time permanently preserving the natural foundations of life.
Das vorliegende Papier zeigt, welche Weichen die Politik stellen muss, um den Gebäudebestand bis 2045 klimaneutral zu machen. Im Fokus stehen höhere Effizienzanforderungen für Bestands- und Neubauten, ein schnellerer Ausstieg aus Gas- und Ölheizungen, gleichzeitig aber auch höhere Anreize und bessere Unterstützung für Gebäudebesitzende sowie warmmietenneutrale Sanierungen, um Mietende vor einer Überlastung zu schützen.
Dabei müssen bestehende Gebäude so renoviert werden, dass sie ähnlich wie Neubauten kaum noch Energie verbrauchen. Gleichzeitig müssen Heizenergie und Stromversorgung komplett auf erneuerbare Energien umgestellt werden. Zudem muss durch intelligentere Nutzungskonzepte der Anstieg der Gebäudeflächen gebremst werden. Die kommende Legislaturperiode ist somit entscheidend, damit Klimaneutralität im Gebäudesektor bis spätestens 2045 erreicht werden kann.
Dieser Zukunftsimpuls schlägt daher ein 14 Maßnahmen umfassendes und konsistentes Politikpaket vor. Neben den oben genannten Maßnahmen des Förderns und Forderns gehören dazu insbesondere klare Vorgaben für eine bessere energetische Sanierung und ein deutliches Ziel für den Ausstieg aus fossilen Gas- und Ölheizungen, die allen Beteiligten Sicherheit geben. Individuelle Sanierungsfahrpläne für alle heute noch nicht effizienten Gebäude bis spätestens 2028 und kommunale Wärmepläne helfen den Gebäudebesitzenden bei der technischen Entwicklung ihrer Gebäude und der Investitionsplanung. Häufig sind es die nicht-monetären Hemmnisse, die maßgeblich für die geringe Sanierungsrate sind. One-Stop-Shops verringern die Hemmschwelle Maßnahmen umzusetzen. Darüber hinaus wirkt Quartiersmanagement unterstützend und hilft Kräfte zu bündeln.
A clear understanding of socio-technical interdependencies and a structured vision are prerequisites for fostering and steering a transition to a fully renewables-based energy system. To facilitate such understanding, a phase model for the renewable energy transition in MENA countries has been developed and applied to the country case of Iraq. It is designed to support the strategy development and governance of the energy transition and to serve as a guide for decision makers.
The transition towards renewable energies is still at a very early stage in Iraq. Despite the drop in renewable technology costs over the last decade and the increasing deployment of renewables in the MENA region, the pathway towards renewable energies seems to be challenging for Iraq. This is attributable to the country's political instability and the dominant economic role played by the fossil fuel sector. The most pressing concern for Iraq's electricity sector is the need to secure a constant electricity supply. At operational level, Iraq's electricity infrastructure requires significant investment to rebuilt, retro-fit and expand its overall capacity and to improve efficiencies.
Yet, the need to rebuild the energy system after the war and the subsequent violent conflicts could offer an opportunity for a transition towards renewables that would benefit Iraq in the short term and also provide a long-term economic development perspective. To take advantage of this opportunity, Iraq needs to improve the framework conditions for renewable energies and raise awareness about the benefits it offers. Renewable energy regulations need to be introduced, market development supported, a realistic timeframe for the transition process established and an appropriate and reliable legal framework developed. The results of the analysis along the transition phase model towards 100% renewables are intended to stimulate and support the discussion about Iraq's future energy system by providing an overarching guiding vision for the energy transition and the development of appropriate policy strategies.
A clear understanding of socio-technical interdependencies and a structured vision are prerequisites for fostering and steering a transition to a fully renewables-based energy system. To facilitate such understanding, a phase model for the renewable energy transition in MENA countries has been developed and applied to the country case of Egypt. It is designed to support the strategy development and governance of the energy transition and to serve as a guide for decision makers.
Egypt, with its abundant solar and wind energy potential, has excellent preconditions to embark on the pathway towards a 100% renewable energy system. The country has successfully taken its first steps in this direction by attracting international finance and implementing several large-scale solar and wind projects. Yet, while Egypt has made significant progress, increased efforts are still required if the country aims to proceed towards a fully renewables-based system. The stronger system integration of renewable energies requires, for example, an alignment of regulations for the electricity, mobility and heat sectors. In this context, Egypt would be well advised to develop and implement an overall strategy for the energy transition that includes not only electricity generation but all sectors.
By placing a stronger focus on renewable energy, also to decarbonise the industrial sector, Egypt, as Africa's second most industrialised country, could seize the opportunity for economic development within a decarbonising global economy. The results of the analysis along the transition phase model towards 100% renewable energy are intended to stimulate and support the discussion on Egypt's future energy system by providing an overarching guiding vision for the energy transition and the development of appropriate policies.
To limit global warming, the use of carbon capture and storage technologies (CCS) is considered to be of major importance. In addition to the technical-economic, ecological and political aspects, the question of social acceptance is a decisive factor for the implementation of such low-carbon technologies. This study is the first literature review addressing the acceptance of industrial CCS (iCCS). In contrast to electricity generation, the technical options for large-scale reduction of CO2 emissions in the energy-intensive industry sector are not sufficient to achieve the targeted GHG neutrality in the industrial sector without the use of CCS. Therefore, it will be crucial to determine which factors influence the acceptance of iCCS and how these findings can be used for policy and industry decision-making processes. The results show that there has been limited research on the acceptance of iCCS. In addition, the study highlights some important differences between the acceptance of iCCS and CCS. Due to the technical diversity of future iCCS applications, future acceptance research must be able to better address the complexity of the research subject.
The Glasgow climate conference marked a symbolic juncture, lying half-way between the adoption of the UNFCCC in 1992 and the year 2050 in which according to the IPCC special report on the 1.5°C limit net zero CO2 emissions need to be reached, globally, in order to maintain a good chance of achieving the 1.5°C limit. This article undertakes an assessment of what the UNFCCC and in particular the Paris Agreement and its implementation process have actually achieved so far up to and including the results of the Glasgow conference. The article discusses efforts at ambition raising both within and outside the formal diplomatic process, the finalization of the implementation rules of the Paris Agreement, as well as progress on gender responsiveness, climate finance, adaptation and loss and damage. In summary, the Paris Agreement and its implementation can be considered a success as it is having a discernible impact on the behavior of parties as well as on non-party actors. However, significant further efforts will be required to actually achieve the objectives of the Agreement.
This report was prepared by the Wuppertal Institute in cooperation with the German Economic Institute as part of the SCI4climate.NRW project. The report aims to shed light on the possible phenomenon that the availability and costs of "green" energy sources may become a relevant location factor for basic materials produced in a climate-neutral manner in the future.
For this purpose, we introduce the term "Renewables Pull". We define Renewables Pull as the initially hypothetical phenomenon of a shift of industrial production from one region to another as a result of different marginal costs of renewable energies (or of secondary energy sources or feedstocks based on renewable energies).
Shifts in industrial production in the sense of Renewables Pull can in principle be caused by differences in the stringency of climate policies in different countries, as in the case of Carbon Leakage. Unlike Carbon Leakage, however, Renewables Pull can also occur if similarly ambitious climate policies are implemented in different countries. This is because Renewables Pull is primarily determined by differences in the costs and availability of renewable energies. In addition, Renewables Pull can also be triggered by cost reductions of renewable energies and by changing preferences on the demand side towards climate-friendly products. Another important difference to Carbon Leakage is that the Renewables Pull effect does not necessarily counteract climate policy.
Similar to Carbon Leakage, it is to be expected that Renewables Pull could become relevant primarily for very energy-intensive products in basic materials industries. In these sectors (e.g. in the steel or chemical industry), there is also the possibility that relocations of specific energy-intensive parts of the production process could trigger domino effects. As a result, large parts of the value chains previously existing in a country or region could also be subjected to an (indirect) Renewables Pull effect.
For the federal state of NRW, in which the basic materials industry plays an important role, the possible emergence of Renewables Pull is associated with significant challenges as climate policy in Germany, the EU and also worldwide is expected to become more ambitious in the future.
This report aims to enable and initiate a deeper analysis of the potential future developments and challenges associated with the Renewables Pull effect. Thus, in the final chapter of the report, several research questions are formulated that can be answered in the further course of the SCI4climate.NRW project as well as in other research projects.
Mit dem European Green Deal hat Europa seine Klimaschutzziele nach oben korrigiert und einen weiteren, erforderlichen Schritt auf dem Weg zur Dekarbonisierung unternommen. Die neuen europäischen Zielvorgaben sind in Deutschland mit der Verabschiedung des Klimaschutzgesetzes seit Ende 2019 schon verbindlich festgeschrieben, wobei hier bereits spezifische CO2-Budgets für die Einzelsektoren definiert werden. Die Umsetzung dieser Ziele verlangt eine radikale Transformation des heutigen Energieversorgungssystems.
Der Umbau des komplexen und heterogenen Wärmebereiches stellt dabei eine der größten Herausforderung dar: Wärme ist in Europa für über 50 % des Endenergieverbrauches verantwortlich, wird aber gegenwärtig nur zu 22 % aus erneuerbaren Quellen bereitgestellt. Aus geoklimatischen, kulturellen und politischen Gründen sind dabei die Anteile in den einzelnen europäischen Ländern sehr unterschiedlich. Unter den Spitzenreitern sind Schweden (66 %) und Dänemark (48 %). Unser Nachbarland Österreich erreicht immerhin 34 %. Im Vergleich dazu liegt Deutschland mit 15 % abgeschlagen auf einem hinteren Platz.
Der verstärkte Einsatz erneuerbarer Energien ist neben der Steigerung der Energieeffizienz die tragende Säule der Wärmewende, wobei hier ein breiter Mix an Technologien gefragt ist.
Die direkte Nutzung der Wärmetechnologien hat weiterhin Priorität, erfordert aber eine stark beschleunigte Erschließung der vorhandenen Potenziale sowie einen nachhaltigen Umgang mit wertvoller Biomasse.
Die Sektorenkopplung bietet die notwendige Ergänzung für die geplante Transformation (BMWi, 2021). Solarenergie in Form von Solarwärme und Solarstrom wird somit in Kombination mit Umweltwärme eine zentrale Rolle im zukünftigen Wärme- und Kälteversorgungssystem spielen. Darauf fokussiert sich der Beitrag, wobei die spezifische Situation der Niedertemperatur-Solarthermie und der Schlüsseltechnologie Wärmepumpe adressiert werden.
Dieses von Mitgliedern des Arbeitskreises "Postwachstumsökonomien" (2016 - 2020) der ARL verfasste Positionspapier ordnet die internationale Postwachstumsdebatte ein und diskutiert ihre Relevanz für die Raumentwicklung und die raumwissenschaftliche Forschung. Neben sektoralen Zugängen und Befunden werden konkrete Vorschläge zur Postwachstumsorientierung in Planung, Forschung und Lehre gemacht. Dabei wird zwischen kurzfristig erreichbaren Veränderungen und mittel- bis langfristig auszulegenden Maßnahmen unterschieden.
Der Oberbürgermeister der Stadt Wuppertal hat in seinem 100-Tage-Programm das Ziel ausgegeben, die Stadt bis 2035 auf den Weg Richtung Klimaneutralität zu bringen. Das Wuppertal Institut hat in einer Sondierungsstudie die zentralen Handlungsfelder zusammengestellt und hebt hervor, welche Herausforderungen damit verbunden sind. Deutlich wird: Wuppertal alleine kann das nicht schaffen. Es braucht dazu veränderte Rahmenbedingungen auch auf Landes- und Bundesebene, die dieses ambitionierte Ziel unterstützen. Doch bis dahin kann auch die Stadt selbst einiges anstoßen.
This paper presents an approach for assessing lifestyle carbon footprints and lifestyle change options aimed at achieving the 1.5 °C climate goal and facilitating the transition to decarbonized lifestyles through stakeholder participatory research. Using data on Finland and Japan it shows potential impacts of reducing carbon footprints through changes in lifestyles for around 30 options covering food, housing, and mobility domains, in comparison with the 2030 and 2050 per-capita targets (2.5-3.2 tCO2e by 2030; 0.7-1.4 tCO2e by 2050). It discusses research opportunities for expanding the footprint-based quantitative analysis to incorporate subnational analysis, living lab, and scenario development aiming at advancing sustainability science on the transition to decarbonized lifestyles.
Mit der Blockchain - und allgemein mit Distributed-Ledger-Technologien (DLT) - werden große Erwartungen verknüpft, die Prozesse der digitalen Welt des 21. Jahrhunderts neu zu organisieren, effizienter zu gestalten und bislang ungekannte Möglichkeiten für Transaktionen zwischen Beteiligten in Wirtschaft, Gesellschaft und Verwaltung zu ermöglichen.
Diese Chancen müssen genutzt werden. Gleichzeitig ist mit der Blockchain-Technologie wie mit allen anderen digitalen Lösungen die Herausforderung verbunden, die Technologien, Anwendungen und zugrundeliegenden Infrastrukturen nachhaltig zu gestalten und an Energieeffizienz, Klimaschutz und Ressourcenschonung auszurichten. Handlungsbedarf besteht auch bei Blockchain-Anwendungen. Der Energieverbrauch des derzeit größten Blockchain-Netzwerks Bitcoin wird auf bis über 130 TWh/Jahr abgeschätzt, womit eine Größenordnung in Höhe des gesamten Jahresstrombedarfs von Ländern wie Argentinien erreicht würde. Blockchain-Anwendungen sind somit schon heute umweltpolitisch relevante Einflussgrößen und die zu erwartende Wachstumsdynamik erhöht den Handlungsdruck.
Es ist das Ziel dieser Kurzstudie, geeignete Nachhaltigkeitskriterien zur Bewertung der Energieverbräuche und Umweltwirkungen von Blockchain-Anwendungen zu identifizieren sowie ein erstes Konzept für deren Implementierung bei der Umsetzung und Vergabe staatlich geförderter oder initiierter Projekte vorzuschlagen.
The target of zero emissions sets a new standard for industry and industrial policy. Industrial policy in the twenty-first century must aim to achieve zero emissions in the energy and emissions intensive industries. Sectors such as steel, cement, and chemicals have so far largely been sheltered from the effects of climate policy. A major shift is needed, from contemporary industrial policy that mainly protects industry to policy strategies that transform the industry. For this purpose, we draw on a wide range of literatures including engineering, economics, policy, governance, and innovation studies to propose a comprehensive industrial policy framework. The policy framework relies on six pillars: directionality, knowledge creation and innovation, creating and reshaping markets, building capacity for governance and change, international coherence, and sensitivity to socio-economic implications of phase-outs. Complementary solutions relying on technological, organizational, and behavioural change must be pursued in parallel and throughout whole value chains. Current policy is limited to supporting mainly some options, e.g. energy efficiency and recycling, with some regions also adopting carbon pricing, although most often exempting the energy and emissions intensive industries. An extended range of options, such as demand management, materials efficiency, and electrification, must also be pursued to reach zero emissions. New policy research and evaluation approaches are needed to support and assess progress as these industries have hitherto largely been overlooked in domestic climate policy as well as international negotiations.
Agriculture is an economic sector with massive impact on biodiversity and agrobiodiversity. Sustainable diets represent a critical policy leverage and a realistic opportunity to reduce the environmental impact of the agro-food sector while improving human health at the same time. Eating out is an increasingly common habit for many consumers and, by offering sustainable dishes, catering companies can play a central role. To do this, they need to understand and correctly assess the sustainability of their food portfolio, but assessment tools are not well established yet. The NAHGAST project, of which this study was part, developed and tested a sustainability assessment tool for catering companies based on concrete targets defined per meal. This study addresses the lack of methods to evaluate the impact of food on biodiversity, with a particular focus on agrobiodiversity. The work illustrates a context-specific application of an enhanced DPSIR model to structure information and select indicators, and proposes a transdisciplinary use of existing metrics. Further research is needed in order to define scientifically sound target values or sustainability ranges for each indicator per meal, in order to calculate them. Strengths and limits of the study are discussed.
GLS Bank Carbon Footprint & Handprint : Projektbericht im Auftrag der GLS Gemeinschaftsbank eG
(2021)
Die GLS Bank finanziert gezielt nachhaltige Projekte und Unternehmen in den Bereichen erneuerbare Energien, nachhaltige Wirtschaft, Ernährung, Wohnen, Bildung & Kultur, Soziales & Gesundheit. Eine zentrale Herausforderung ist es, die Nachhaltigkeitswirkung der Finanz- und Anlagestrategie robust zu quantifizieren und transparent darzustellen. Die GLS Bank hat sich zum Ziel gesetzt, die hierfür notwendigen Methoden und Daten zur Bewertung der Nachhaltigkeitswirkungen ihres Finanz- und Anlagenportfolios schrittweise weiterzuentwickeln, um eine richtungssichere Portfoliosteuerung und Kundenbetreuung zu unterstützen. Ziel des Projektes ist zunächst, das Emissionsgeschehen der finanzierten Wertschöpfungskette abzubilden (Scope 3), aber auch die eingesparten Emissionen als einen Beitrag zum Klimaschutz zu bewerten (Scope 4). Es werden die Scope 3 Emissionen der GLS Bank in den folgenden Finanz- und Anlagebereichen für das Berichtsjahr 2019 bilanziert: 1. Aktien- und Klimafonds; 2. Kredite; 3. Unternehmensbeteiligung. Scope 4 Emissionen werden in Form vermiedener Emissionen (Carbon Handprint) dabei ausschließlich für Bereiche bilanziert, in denen THG-Reduktionspotentiale richtungssicher abgeschätzt werden können.
Im vorliegenden Bericht wird der Untersuchungsrahmen, die vom Wuppertal Institut entwickelte Methodik sowie Lösungsstrategien für die Überbrückung geringer Datenqualität/-verfügbarkeit beschrieben. Die Robustheit der Ergebnisse wird durch Prüfungsmethoden reflektiert und dem Leser somit eine Interpretationsunterstützung gegeben. In einem Ausblick werden Weiterentwicklungsbedarfe und -möglichkeiten skizziert, um schrittweise eine zunehmend robuste und wissenschaftliche fundierte Methodik und Datengrundlage zur Bewertung der Klimawirkung sowie weiterer Nachhaltigkeitswirkungen des Finanz- und Anlageportfolios der GLS Bank in Zusammenarbeit mit relevanten Stakeholdern zu etablieren.
Unser Papier entwickelt Maßnahmen für eine "Just transition"-Governance als Grundlage einer Politischen Ökonomie im Strukturwandel. Für eine Fallstudie im Rheinischen Braunkohlerevier wurden sechs Experteninterviews mit Bürgerinitiativen, Gewerkschaften und Vertretern des Landes Nordrhein-Westfalen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen den Bedarf an politischen Maßnahmen in verschiedenen Bereichen auf: Während für die Traditionsfirmen der Braunkohleindustrie und deren Beschäftigten eine Vielzahl von Förderpolitiken entwickelt wurde und wird, erhalten Beschäftigte von Subunternehmen kaum Unterstützung im Strukturwandel. Letztere sind daher einem hohen Risiko ausgesetzt, durch den Ausstieg aus der Kohleförderung ihren Arbeitsplatz zu verlieren. Die Interviews zeigten auch, dass im Rheinischen Braunkohlerevier aufgrund des geltenden Bergbaugesetzes Flächen zu einer knappen Ressource werden könnten. Der Akteurszentrierte Institutionalismus wird genutzt, um Maßnahmen abzuleiten, die den Bedürfnissen der verschiedenen Interessengruppen entsprechen. Abschließend werden Bezüge sowohl zum Transition Management als auch zur Politischen Ökonomie hergestellt.
Managing energy use by municipalities should be an important part of local energy and climate policy. The ISO 50001 standard constitutes an internationally recognized catalogue of requirements for systematic energy management. Currently, this standard is mostly implemented by companies. Our study presents an approach where consultants supported 28 European municipalities in establishing energy management systems. A majority (71%) of these municipalities had achieved ISO 50001 certification by the end of our study. We also conducted two surveys to learn more about motivations and challenges when it comes to establishing municipal energy management systems. We found that organizational challenges and resource constraints were the most important topics in this regard. Based on the experiences in our study we present lessons learned regarding supporting municipalities in establishing energy management systems.
This paper examines the Global Climate Action Agenda (GCAA) and discusses options to improve sub- and non-state involvement in post-2020 climate governance. A framework that stimulates sub- and non-state action is a necessary complement to national governmental action, as the latter falls short of achieving low-carbon and climate-resilient development as envisaged in the Paris Agreement. Applying design principles for an ideal-type orchestration framework, we review literature and gather expert judgements to assess whether the GCAA has been collaborative, comprehensive, evaluative and catalytic. Results show that there has been greater coordination among orchestrators, for instance in the organization of events. However, mobilization efforts remain event-driven and too little effort is invested in understanding the progress of sub- and non-state action. Data collection has improved, although more sophisticated indicators are needed to evaluate climate and sustainable development impacts. Finally, the GCAA has recorded more action, but relatively little by actors in developing countries. As the world seeks to recover from the COVID-19 crisis and enters a new decade of climate action, the GCAA could make a vital contribution in challenging times by helping governments keep and enhance climate commitments; strengthening capacity for sub- and non-state action; enabling accountability; and realizing sustainable development.
To which extent do happiness correlates contribute to the stability of life satisfaction? Which method is appropriate to provide a conclusive answer to this question? Based on life satisfaction data of the German SOEP, we show that by Negative Binomial quasi-maximum likelihood estimation statements can be made as to how far correlates of happiness contribute to the stabilisation of life satisfaction. The results show that happiness correlates which are generally associated with a positive change in life satisfaction, also stabilise life satisfaction and destabilise dissatisfaction with life. In such as they lower the probability of leaving positive states of life satisfaction and increase the probability of leaving dissatisfied states. This in particular applies to regular exercise, volunteering and living in a marriage. We further conclude that both patterns in response behaviour and the quality of the measurement instrument, the life satisfaction scale, have a significant effect on the variation and stability of reported life satisfaction.
A sectoral perspective on international climate governance : key findings and research priorities
(2021)
This concluding article derives six major findings from the contributions to this special issue. First, the barriers and challenges to decarbonisation vary significantly across sectoral systems. Second, and similarly, the need and potential for the five functions of international governance institutions to contribute to effective climate protection also vary widely. Third, while the pattern is uneven, there is a general undersupply of international climate governance. Fourth, the sectoral analyses confirm that the UNFCCC and Paris Agreement play an important overarching role but remain limited in advancing effective sectoral governance. Fifth, while non-environmental institutions may present important barriers to decarbonisation, more synergistic effects are possible. Sixth, our sectoral approach provides a sound basis on which to identify sector-specific policy options. The paper then offers reflections on the merits and limitations of the sectoral approach, before identifying avenues for future research to further advance the agenda.
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.
Die Stadt Mannheim kann spätestens bis zum Jahr 2050 vollständig klimaneutral werden und damit einen maßgeblichen Beitrag zur Umsetzung der Ziele des Pariser Klimaabkommens auf kommunaler Ebene leisten. Das ist das zentrale Ergebnis der vorliegenden "Energierahmenstudie Mannheim", die das Energieunternehmen MVV in Abstimmung mit der Stadt beim Wuppertal Institut in Auftrag gegeben hat. Die Studie untersucht und beschreibt die Handlungsmöglichkeiten und Umsetzungsvoraussetzungen in den Bereichen Strom, Wärme, Verkehr und Industrie.
Supply risks and environmental concerns drive the interest in critical raw material recycling in the European Union. Globally, waste electrical and electronic equipment (WEEE) is projected to increase by almost 40% until 2030. This waste stream can be a source of secondary raw materials. The determination of the economic feasibility of recycling and recovering specific materials is a data-intensive, time-consuming, and case-specific task. This study introduced a two-part evaluation scheme consisting of upper continental crust concentrations and raw material prices as a simple tool to indicate the potential and limitations of critical raw material recycling. It was applied to the case of light-emitting diodes (LED) lamps in the EU. A material flow analysis was conducted, and the projected waste amounts were analyzed using the new scheme. Indium, gallium, and the rare earth elements appeared in low concentrations and low absolute masses and showed only a small revenue potential. Precious metals represented the largest revenue share. Future research should confirm the validity and usefulness of the evaluation scheme.
The Digital Product Passport (DPP) is a concept of a policy instrument particularly pushed by policy circles to contribute to a circular economy. The preliminary design of the DPP is supposed to have product-related information compiled mainly by manufactures and, thus, to provide the basis for more circular products. Given the lack of scientific debate on the DPP, this study seeks to work out design options of the DPP and how these options might benefit stakeholders in a product's value chain. In so doing, we introduce the concept of the DPP and, then, describe the existing regime of regulated and voluntary product information tools focusing on the role of stakeholders. These initial results are reflected in an actor-centered analysis on potential advantages gained through the DPP. Data is generated through desk research and a stakeholder workshop. In particular, by having explored the role the DPP for different actors, we find substantial demand for further research on a variety of issues, for instance, on how to reduce red tape and increase incentives for manufacturers to deliver certain information and on how or through what data collection tool (e.g., database) relevant data can be compiled and how such data is provided to which stakeholder group. We call upon other researchers to close the research gaps explored in this paper also to provide better policy direction on the DPP.
This article develops a sectoral approach to the analysis of global climate governance. This approach advances the assessment of global climate governance by focusing on complexes of intergovernmental and transnational institutions co-governing key socio-technical sectoral systems. The actual and potential contribution of these sectoral institutional complexes to advancing decarbonization can be assessed according to five key governance functions: (1) providing guidance and signal to actors, (2) setting rules to facilitate collective action, (3) enhancing transparency and accountability, (4) offering support (finance, technology, capacity-building), and (5) promoting knowledge and learning. On this basis, we can assess the potential of international cooperation to address the challenges specific sectoral systems face in the climate transition as well as the extent to which existing sectoral institutional complexes deliver on this potential. This provides a solid starting point for developing options for filling identified gaps and enhancing the effectiveness of global climate governance.
Nowadays, high expectations are set for a digitally enabled circular economy (CE), to enhance resource efficiency. Tracing, tracking, and storing information is most important for this. In this paper, the application of Internet of Things (IoT) and Distributed Ledger Technology (Blockchain) are hence discussed by presenting the case of professional Electrical and Electronic Equipment (EEE) in Italy. Within the context of CE, prevention of electronic waste (WEEE) is extremely relevant as it is a fast-growing waste stream, and the products contain environmentally damaging substances as well as valuable and rare materials. The use of a proper combination of IoT and blockchain can help the producers to keep control on products until EEE end-of-life, while promoting CE strategies and supporting decision-making. Based on the outcomes of five interviews conducted in 2019 to companies of the EEE sector, potential improvements in the EEE end-of-use management are discussed. After providing the definition of requirements for both the technical solution and its testing are provided, three solution variations and the related business models are created and presented, as well as considerations on their environmental and economic impacts. The study shows how digital technologies can support the appropriate and circular management of EEE products and WEEE.
Consumption by private households in various areas of demand - housing, mobility, nutrition, services and products - contributes to around 10 % of total emissions in Germany. Of this, higher-income households are responsible for a disproportionate share. At the same time, many households often lack the knowledge, time, or motivation to deal with their own energy-relevant and climate-impacting behaviours. In this context, energy advice services play an important role for raising awareness, activating consumers and imparting knowledge about available options for action. However, conventional energy advice services are mostly limited to the topics of building and appliance energy efficiency - especially for middle- and high-income households - without considering private consumption behaviour and the related social practices as a whole. In practice, there has been little differentiation to date in addressing target groups in a way that takes into account different lifestyles and realities and the underlying values and motivations in a pluralistic society. The present paper presents a methodological approach to develop targeted energy advice approaches in urban environments that are oriented towards the motivations of different types of households with medium and high incomes. It proposes a three-step approach consisting of 1) a microdata-based population analysis to identify and categorize target subgroups, 2) an inventory of existing advice offers with regard to their coverage and approach and 3) a gap analysis based on the results of the preceding steps. Applied to a large city in Germany, the analysis finds that gaps are rarely found with regard to communicated facts but rather the way in which information is conveyed. Accordingly, recommendations relate to more effectively use windows of opportunity and framing of measures to match target group motivations.
On the pathway to climate neutrality, EU member states are obliged to submit national energy and climate plans (NECPs) with planned policies and measures for decarbonization until 2030 and long-term strategies (LTSs) for further decarbonization until 2050. We analysed the 27 NECPs and 15 LTSs submitted by October 2020 using an interrater method. This paper focuses on energy sufficiency policies and measures in the transport sector.
We found a total of 236 sufficiency policy measures with more than half of them (53 %) in the transport/mobility sector. Additionally, we found 41 measures that address two or more sectors (cross-sectoral measures). From the explicit sufficiency measures within the transport sector, 82 % aim at modal shift. A reduction of transport volumes is much less addressed. Countries plan to use mainly fiscal and economic instruments. Those are in many cases investments in infrastructure of low-carbon transport modes and taxation instruments. Plans on decarbonisation measures are also frequently mentioned. The majority of cross-sectoral measures are carbon taxes or tax reforms, also economic instruments.
On the one hand it is encouraging that Member States strongly emphasize the transport sector in their NECPs and LTSs - at least quantitatively and concerning sufficiency measures - because this sector has been the worst-performing in climate mitigation so far. On the other hand, the measures described seem not sufficient to reach ambitious climate targets, and we doubt that the presented set of policy instruments will get the transport sector on track to mitigate greenhouse gas emissions in the necessary extent.
Diese Kurzstudie ist Teil des Verbundvorhabens "Circular Economy als Innovationsmotor für eine klimaneutrale und ressourceneffiziente Wirtschaft (CEWI)" der Stiftung 2°, dem WWF Deutschland und dem Wuppertal Institut und hat zum Ziel, die Potenziale des Automobilsektors und der dazugehörigen Wertschöpfung im Hinblick auf die Umsetzung von zirkulären Ansätzen zu analysieren und den Beitrag zur Ressourceneinsparung und dem Klimaschutz zu bewerten.
Das Ergebnis dieser Kurzstudie leitet sich aus einem intensiven Bewertungsprozess verschiedener Maßnahmen-Cluster ab und besteht aus sechs Handlungsfeldern, die ein Potenzial für den Ausbau von Klimaneutralität und Ressourceneffizienz im Automobilsektor aufweisen. Diese Handlungsfelder bilden die Grundlage für den weiteren Projektverlauf von CEWI, in dem Akteure aus der Praxis in Workshops gemeinsam Pilotprojekte modellieren werden.
Diese Kurzstudie ist Teil des Verbundvorhabens "Circular Economy als Innovationsmotor für eine klimaneutrale und ressourceneffiziente Wirtschaft (CEWI)" der Stiftung 2°, dem WWF Deutschland und dem Wuppertal Institut und hat zum Ziel, die Potenziale des Gebäudesektors und der dazugehörigen Wertschöpfung im Hinblick auf die Umsetzung von zirkulären Ansätzen zu analysieren und den Beitrag zur Ressourceneinsparung und dem Klimaschutz zu bewerten.
Das Ergebnis dieser Kurzstudie leitet sich aus einem intensiven Bewertungsprozess verschiedener Maßnahmen-Cluster ab und besteht aus sechs Handlungsfeldern, die ein Potenzial für den Ausbau von Klimaneutralität und Ressourceneffizienz im Gebäudesektor aufweisen. Diese Handlungsfelder bilden die Grundlage für den weiteren Projektverlauf von CEWI, in dem Industrieakteure in Workshops gemeinsam Pilotprojekte modellieren werden.
The unprecedented challenge of reaching carbon neutrality before mid-century and a large share of it within 2030 in order to keep under the 1.5 or 2 °C carbon budgets, requires broad and deep changes in production and consumption patterns which, together with a shift to renewables and reinforced efficiency, need to be addressed through energy sufficiency. However, inadequate representations and obstacles to characterising and identifying sufficiency potentials often lead to an underrepresentation of sufficiency in models, scenarios and policies.
One way to tackle this issue is to work on the development of sufficiency assumptions at a concrete level where various implications such as social consequences, environmental co-benefits, conditions for implementation can be discussed. This approach has been developed as the backbone of a collaborative project, gathering partners in 20 European countries at present, aiming for the integration of harmonised national scenarios into an ambitious net-zero European vision.
The approach combines a qualitative discussion on the role of energy sufficiency in a "systemic" merit order for global sustainability, and a quantitative discussion of the level of sufficiency to be set to contribute to meeting 100 % renewables supply and net-zero emissions goals by 2050 at the latest. The latter is based on the use of a dashboard, which serves as a common descriptive framework for all national scenario trajectories and their comparison, with a view to harmonising and strengthening them through an iterative process.
A set of key sufficiency-related indicators have been selected to be included in the dashboard, while various interrelated infrastructural, economic, environmental, social or legal factors or drivers have been identified and mapped. This paves the way for strengthening assumptions through the elaboration of "sufficiency corridors" defining a convergent, acceptable and sustainable level of energy services in Europe. The process will eventually inform the potential for sufficiency policies through a better identification of leverages, impacts and co-benefits.
In Germany, the consumer sector "food" is responsible for around 15% of greenhouse gas emissions (GHG). Due to the high demand for food outside the home, changes in this area have the potential to significantly boost climate-efficient nutrition, and this includes changes in school kitchens. Currently, about 264 kg of GHG emissions per year are attributable to the food served to each school child who has school lunch year-round.
Therefore, the project "Climate and Energy Efficient Cooking in Schools" ("Klima- und Energieeffiziente Küche in Schulen” or KEEKS for short) sought to determine the status quo in the kitchens of 22 all-day schools serving a total of 5,000 lunches per day. This was done by taking energy measurements and analyzing the equipment, technology and processes used in the kitchens, and by interviewing kitchen managers using guided interviews. Greenhouse gas emissions arising from menus and kitchen processes were calculated, potential savings were identified, and recommendations for action were developed and tested. The most effective measures - the reduction and substitution of meat and meat products and the establishment of efficient waste management systems - save around 10% of a school kitchen’s greenhouse gas emissions. The recommendations that have been developed can support kitchen staff in designing a climate-friendly, child-friendly, healthy and affordable menu in the school kitchen.
Practices and research on measuring traditionally urban sustainability abound, therefore the challenge now is related to how the urban carbon issues are included into current measuring methods, thus there is a need to develop methods for measuring urban low-carbon sustainability. In this paper, a simple method, which is based on low-carbon sustainability index, is developed. The overall urban low-carbon sustainability index is the weighted sum of 11 single indices, and each single index is defined as the indicator assessing the development level against the baseline. The baseline is often the criteria or the minimum requirement of low-carbon sustainability. Case studies in four Chinese cities have put this method into practice, and the results show that all four selected cities fail to pass the testing of sensible low-carbon sustainability rule and they are all in weakly low-carbon sustainable development. Although the four cities have made great progress in their capacity building on pollution control and their capacities on wastewater treatment, main pollutants' removal and household and hazardous wastes treatment are enough to meet the needs of local development, they are all facing the great challenges on using of sustainable energy, offsetting of CO2 emissions and adoptions of nature-based solutions. The method developed by this research is a useful tool for decision makers identifying whether the local development is not on a low-carbon sustainable path.
Nutrition is one of the most important areas for the great transformation. So how can a shift towards a sustainable food system be achieved? This paper addresses this question - based on more than ten years of research on sustainable nutrition at the Wuppertal Institute. It focuses on public catering, because even small changes - for example in the choice of ingredients - have a huge impact here. With appropriate policy frameworks, public catering can serve as an easily accessible place for consumers to experience sustainable food and at the same time be a reliable buyer of biodiversity and climate-friendly food from farmers. However, other actors are also needed for a transformation of the food system: The "Zukunftsimpuls" addresses politics, (agricultural) industry, science and every individual - because the transformation of the food system is a task for the entire society.
Die vom Wuppertal Institut für Fridays for Future durchgeführten Analysen legen nahe, dass das Erreichen von CO2-Neutralität bis 2035 aus technischer und ökonomischer Sicht zwar extrem anspruchsvoll wäre, grundsätzlich aber möglich ist. Diese Zielsetzung wäre in allen Sektoren mit großen Herausforderungen verbunden und würde beispiellose politische Anstrengungen erfordern.
Im Folgenden wird die Klimaschutzwirkung der aktuellen Flottenverbrauchsnorm der Europäischen Kommission für Deutschland diskutiert und in den Kontext der im Jahr 2020 signifikant angestiegenen Zahl von verkauften Pkw mit Elektromotor gesetzt.
Dabei wird die aktuelle Entwicklung der Pkw-Flotte in Deutschland mit mehreren Szenarien verglichen. Erstens wird eine mögliche Verschärfung aktuell gültigen Rechts im Sinne eines European Green Deal angedacht. Zweitens wird dieser eher technische Zugang verglichen mit der Möglichkeit, durch Vermeidung und Verlagerung auf Fahrten mit dem Pkw zu verzichten. Drittens wird die Rolle von Plug-In-Hybriden diskutiert.
Auf dieser Basis werden Politikempfehlungen ausgesprochen, wie die Flottenverbrauchsnorm weiterentwickelt werden kann, um die Klimaschutzambition zu erhöhen.
The transition from today's "take, make, waste" economic paradigm to a circular economy requires a joint effort from actors on all levels: governments, business, and civil society. While companies are among the drivers of the circular transformation, they find it hard to achieve a circular economy on their own. Hence, cross-industry collaboration is one of the imperatives for scaling a circular economy. Against this background, econsense, together with Accenture and the Wuppertal Institute, launched its study "Germany's Transition to a Circular Economy - How to Unlock the Potential of Cross-Industry Collaboration".
Based on a survey and expert interviews within the econsense community, the study finds that companies are yet to unlock the full potential of cross-industry collaboration. While two thirds of analysed industry collaborations have a high potential for scaling the circular economy, only 43 per cent of those already show a high degree of interaction. The study provides concrete guidance for companies to get started with circularity and identify the right partners for cross-industry collaboration. Specifically, the report recommends companies: 1) Understand what circularity is about and map it on their own operations and processes. 2) Understand the different circular business models and identify the ones relevant to each business. 3) Discover areas where collaboration can help to create the needed foundation and to execute circular actions.
On the one hand, a large number of companies have committed to achieve net zero emissions and many of them foresee to offset some remaining emissions with carbon credits, suggesting a surge of future demand. Yet, the supply side of the voluntary carbon market is struggling to align its business model with the new legal architecture of the Paris Agreement. This article juxtaposes these two perspectives. It provides an overview of the plans of 482 major companies with some form of neutrality/net zero pledge and traces the struggle on the supply side of the voluntary carbon market to come up with a viable business model that ensures environmental integrity and contributes to achieving the objectives of the Paris Agreement. Our analysis finds that if carbon credits are used to offset remaining emissions against neutrality objectives, these credits need to be accounted against the host countries' Nationally Determined Contributions (NDCs) to ensure environmental integrity. Yet, operationalizing this approach is challenging and will require innovative solutions and political support.
Key policy insights:
There is a growing mismatch between the faith placed in carbon credits by private sector companies and the continued quest for a common position of the main suppliers of the voluntary carbon market.
The voluntary carbon market has not yet found a way to align itself with the new legal architecture of the Paris Agreement in a credible and legitimate way.
Public policy support at the national and international level will be needed to operationalize a robust approach for the market’s future activities.
Bioökonomie für die Region Stuttgart : Kurzstudie für die Wirtschaftsförderung Region Stuttgart GmbH
(2021)
Die Wirtschaftsförderung Region Stuttgart GmbH (WRS) unterstützt die Transformation der Region Stuttgart in Richtung Nachhaltigkeit und sieht die Bioökonomie als eine wichtige Strategie zu diesem Zweck. Die WRS hat das Wuppertal Institut mit dieser Kurzstudie mit dem Fokus auf die industrielle Bioökonomie beauftragt, um eine Informationsgrundlage für die Spezifikation weiterer Aktivitäten der WRS im Kontext der Bioökonomie zu schaffen.
Die Studie gibt einen Überblick über definitorische Ansätze und Diskurslinien der Bioökonomie. Sie fasst Einschätzungen des deutschen Bioökonomierates zu Marktpotenzialen der Bioökonomie in verschiedenen Branchen zusammen, die u.a. für Automobil, Biotechnologie und IKT als gut eingeschätzt werden. Anschließend umreißt die Studie die Innovationsansätze Biomimikry und Biointelligenz. Für den Ansatz Biointelligenz zur biologischen Transformation der industriellen Wertschöpfung werden die in Studien von Dritten identifizierten Marktpotenziale der Biointelligenz zusammengefasst, u.a. in den Bereichen Unterstützungssysteme, Produktionssysteme/-technologien und Baumaterialien. Darüber hinaus stellt die Studie Schnittstellen relevanter Landesstrategien in Baden-Württemberg zu Bioökonomiethemen dar, die synergetisch genutzt werden könnten. Ergänzend gibt die Studie einen Überblick über die Akteurslandschaft in Baden-Württemberg. Der Überblick basiert insbesondere auf dem Bioökonomie Kompetenzatlas wissenschaftlicher Akteure, der von der Landeskoordinierungsstelle an der Universität Hohenheim herausgegeben wird, sowie einer Akteursanalyse aus dem Projekt "Bioökonomie in Baden-Württemberg", das am KIT durch das ITAS durchgeführt wurde und durch die BIOPRO Baden-Württemberg GmbH unterstützt wurde. Auf Basis dieser Informationssammlung entwirft die Studie weiterführende Fragen in Bezug auf mögliche weitere Aktivitäten der WRS im Kontext der Bioökonomie, u.a. die mögliche Nutzung von Innovationsansätzen aus dem Bereich der Living Lab und Reallaborforschung.
Diese Kurzstudie beschäftigt sich mit der Frage, ob durch den Einsatz von Augmented Reality Anwendungen die Wiederaufbereitung (genauer das Refurbishment) von Produkten gesteigert werden kann. Gleichzeitig betrachtet sie, ob damit auch die Inklusion- und Re-Integration von Schwerbehinderten und langzeitarbeitslosen Menschen in den ersten Arbeitsmarkt unterstützt wird.
2019 haben das Karlsruher Institut für Technologie, die Leuphana Universität Lüneburg, das Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie und das Ecological Research Network das Netzwerk Reallabore der Nachhaltigkeit gegründet. Die Kommunikations- und Kooperationsplattform will zu einer transformativen Nachhaltigkeitsforschung beitragen.
Making school-based GHG-emissions tangible by student-led carbon footprint assessment program
(2021)
Schools play an important role in achieving climate protection goals, because they lay the foundation of knowledge for a responsible next generation. Therefore, schools as institutions have a special role model function. Enabling schools to become aware of their own carbon footprint (CF) is an important prerequisite for being able to tap the substantial CO2 reduction potential. Aiming at the direct involvement of students in the assessment process, a new assessment tool was developed within the Schools4Future project that gives students the opportunity to determine their own school's CF. With this instrument the CO2 emissions caused by mobility, heating and electricity consumption as well as for food in the school canteen and for consumables (paper) can be recorded. It also takes into account existing renewable energy sources. Through the development of the tool, not only a monitoring instrument was established but also a concrete starting point from which students could take actions to reduce Greenhouse Gas (GHG) emissions. This paper presents the tool and its methods used to calculate the CF and compares it with existing approaches. A comparative case study of four pilot schools in Germany demonstrates the practicability of the tool and reveals fundamental differences between the GHG emissions.
Diese Kurzstudie beschäftigt sich mit der Frage, ob durch den Einsatz von Augmented Reality Anwendungen die Wiederaufbereitung (genauer das Refurbishment) von Produkten gesteigert werden kann. Gleichzeitig betrachtet sie, ob damit auch die Inklusion- und Re-Integration von Schwerbehinderten und langzeitarbeitslosen Menschen in den ersten Arbeitsmarkt unterstützt wird.
Ernährung ist einer der wichtigen Bereiche für die große Transformation. Doch wie kann eine Umstellung auf ein nachhaltiges Ernährungssystem gelingen? Der vorliegende Zukunftsimpuls setzt sich mit dieser Frage auseinander - basierend auf über zehn Jahren Forschung zu nachhaltiger Ernährung am Wuppertal Institut. Einen Schwerpunkt setzt das Papier auf die Außer-Haus-Gastronomie, denn bereits kleine Umstellungen - etwa in der Zutatenauswahl - haben hier große Wirkung. Mit geeigneten Rahmenbedingungen kann die Außer-Haus-Gastronomie den Konsumierenden als leicht zugänglicher Erlebnisort für nachhaltigere Ernährung dienen und gleichzeitig Landwirtinnen und Landwirten ein zuverlässiger Abnehmer für biodiversitätsschonende und klimafreundliche Lebensmittel sein. Doch für eine Transformation des Ernährungssystems sind auch andere Akteure gefragt: Der Zukunftsimpuls adressiert Politik, (Land-)Wirtschaft, Wissenschaft und jeden und jede Einzelne - denn die Transformation des Ernährungssystems ist eine gesamtgesellschaftliche Aufgabe.
Reallabore werden in verschiedenen gesellschaftlichen Kontexten eingerichtet, um Lösungen für Probleme der urbanen Transformationen zu erproben. Sie sind vornehmlich in der transformativen Nachhaltigkeitsforschung verankert und spiegeln einen experimental turn in den Sozial- und Wirtschaftswissenschaften wider: Traditionelle wissenschaftliche Forschungsmethoden stoßen demnach angesichts immer komplexerer Veränderungen und Anforderungen an die Gesellschaft beispielsweise beim Umgang mit dem Klimawandel an ihre Grenzen. Daher sollen in Reallaboren Akteure aus Wissenschaft und Gesellschaft gemäß dem transdisziplinären Paradigma, das dem Reallabor-Konzept zugrunde liegt, eng und "auf Augenhöhe" zusammenarbeiten. Reallabore sollen Evidenz über sozial robuste Lösungsstrategien für gesellschaftliche Probleme generieren. Zentrale methodische Grundlage sind (Real-)Experimente, welche eine Brücke vom "Wissen zum Handeln" schlagen.
Verstanden als dauerhafte "Forschungsinfrastruktur" ist die Forschung in Reallaboren im Idealfall langfristig anzulegen und als beständiger Reflexions- und Lernprozess zu konzipieren. Reallabore reihen sich damit ein in internationale "Lab"-Debatten, wie z. B. um "Sustainable Living Labs", "Urban Transition Labs" oder "Niche Experiments".
2020 was meant to be the year of climate ambition. Then the COVID-19 pandemic struck, the Glasgow conference was postponed to November 2021, and climate policy generally appeared to have been put on the backburner. But towards the end of the year prospects seemed to brighten with a series of zero-emission pledges and the election of Joe Biden as US President. This article analyses what the year of the pandemic achieved in terms of combating climate change. This article first summarizes the virtual events that were organised to substitute for the physical UNFCCC conferences and what progress was or was not made on the outstanding items of the "Paris rulebook", implementation of the Gender Action Plan, and other items. Subsequently, the article surveys the status of NDC updates and to what extent recovery programmes have been used to advance climate action. Finally, the article takes a closer look at the current dynamics among non-Party actors. In summary, while formal negotiations essentially stopped in the year of the pandemic, the conservation did not. However, implementation is still lagging far behind the ambitious targets that have been set. While implementation is mostly the domain of national policy, the international process has a number of options at its disposal to foster climate action.
96 Prozent der Jugendlichen besitzen ein Smartphone und nutzen damit verbundene Dienste. Jedoch verursacht Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) einen hohen Energie- und Ressourcenverbrauch. Es fehlt bislang an Konzepten und Ansätzen im Bereich Bildung, um die Nutzung solcher Technologien klimafreundlicher zu gestalten. Im Rahmen eines Modellprojekts wurde daher ein handlungspsychologisch fundierter didaktischer Ansatz erarbeitet, der auf die Förderung nachhaltigen Verhaltens im Hinblick auf IKT abzielt.
The widely recognised Energiewende, ("energy transition") in Germany has lost its original momentum. We therefore address the question of how the transition process to a new energy system can be reignited. To do so, we developed the "5Ds approach", which lays the groundwork for a process analysis and the identification of important catalysts and barriers. Focusing on the five major fields required for the energy transition, we analyse the effects of: (1) Decarbonisation: How can efficiency and renewable energies be expanded successfully? (2) Digitalisation: Which digital solutions facilitate this conversion and would be suitable as sustainable business models? (3) Decentralisation: How can potential decentralised energy and efficiency opportunities be developed? (4) Democratisation: How can participation be strengthened in order to foster acceptance (and prevent "yellow vest" protests, etc.)? (5) Diversification of service: Which services can make significant contributions in the context of flexible power generation, demand-side management, storage and grids? Our paper comes to the conclusion that German policy efforts in the "5D" fields have been implemented very differently. Particularly with regard to democratisation, the opportunities for genuine participation among the different social actors must be further strengthened to get the Energiewende back on track. New market models are needed to meet the challenges of the energy transition and to increase the performance of "5D" through economic incentives.
Local implementation projects for sector coupling play an important role in the transformation to a more sustainable energy system. Despite various technical possibilities, there are various barriers to the realisation of local projects. Against this backdrop, we introduce an inter- and transdisciplinary approach to identifying and evaluating different power-to-X paths as well as setting up robust local implementation projects, which account for existing drivers and potential hurdles early on. After developing the approach conceptually, we exemplify our elaborations by applying them to a use case in the German city of Wuppertal. It can be shown that a mix of several interlinked interdisciplinary methods as well as several participatory elements is suitable for triggering a collective, local innovation process. However, the timing and extent of end-user integration remain a balancing act. The paper does not focus on a detailed description of power-to-X (PtX) as a central pillar of the sustainable transformation of the energy system. Rather, it focuses on the innovative methodological approach used to select a suitable use path and design a corresponding business model. The research approach was successfully implemented in the specific case study. However, it also becomes clear that the local-specific consideration entails limitations with regard to the transferability of the research design to other spatial contexts.
Practices of urban experimentation are currently seen as a promising approach to making planning processes more collaborative and adaptive. The practices develop not only in the context of ideal-type concepts of urban experiments and urban labs but also organically in specific governance contexts. We present such an organic case in the city of Wuppertal, Germany, centred around a so-called change-maker initiative, "Utopiastadt." This initiative joined forces with the city administration and collaborated with a private property owner and the local economic development agency in an unusual planning process for the development of a central brownfield site. Ultimately, the consortium jointly published a framework concept that picked up the vision of the "Utopiastadt Campus" as an open-ended catalyst area for pilot projects and experiments on sustainability and city development. The concept was adopted by the city council and Utopiastadt purchased more than 50% of the land. In order to analyse the wider governance context and power struggles, we apply the social-constructivist theory of Strategic Action Fields (SAFs). We focused on the phases of contention and settlement, the shift in interaction forms, the role of an area development board as an internal governance unit and the influences of proximate fields, strategic action, and state facilitation on the development. We aim to demonstrate the potential of the theory of SAFs to understand a long-term urban development process and how an episode of experimentation evolved within this process. We discuss the theory's shortcomings and reflect critically on whether the process contributed to strengthening collaborative and experimental approaches in the governance of city development.
2011 trat der Nawis-Verbund mit dem Vorhaben an, transdisziplinäre Nachhaltigkeitswissenschaft institutionell zu etablieren und einen Wandel im Wissenschaftssystem anzustoßen. Damit verbunden ist die neu gedachte Wissenschaftspraxis der transformativen Forschung, die eine analytische Komponente und einen normativen Auftrag umfasst.
Die Grenzen des Verkehrswachstums sind erreicht. Klimaschutz und Lebensqualität sind wichtiger als hochgerüstete Autoflotten, die für Millionen Menschen ohne Auto Belastungen und Mobilitätsnachteile bedeuten. Notwendig ist eine radikale sozial-ökologische Transformation des Verkehrssystems: Ausbau und Förderung des Umweltverbundes aus ÖPNV, Schiene, Sharing-Systemen, Rad- und Fußverkehr - das sind bekannte Strategieelemente, die aber durch die herrschende Privilegierung des Autos ausgebremst werden.
Dabei hat das Leitbild der autogerechten Stadt längst ausgedient. Entfesselte Automobilität frisst immer mehr Natur und Lebensqualität. Ziel muss es sein, nachhaltige Mobilität zu sichern, Verkehrsgerechtigkeit zu schaffen und die Hälfte der Autoflotte überflüssig zu machen. Und die Zukunft ist bereits unterwegs. Längst planen viele Städte eine menschengerechtere Mobilität: in Paris, Kopenhagen, Freiburg und anderswo.
Unterstützt durch eine engagiertere Verkehrspolitik von Bund und EU, kann aus der kommunalen Verkehrsbewegung eine nachhaltige Mobilität für alle in Stadt und Land werden. Neue grüne Geschäftsfelder und gute Arbeit für moderne Mobilitätsdienstleistungen sind dabei Kernelemente. Mit den riesigen Maßnahmenprogrammen wegen der Corona-Pandemie und für den Klimaschutz kann ein gestaltender Staat die Chancen der Verkehrswende erschließen. Für dieses Gemeinschaftswerk können Wählermehrheiten gewonnen werden.
Wir stehen heute vor dem Klimaproblem. Das zu lösen ist seit mehr als 30 Jahren unsere Aufgabe. Dazu braucht es eine weltweite Energiewende. Politisch sind zwei global koordinierte Anläufe gemacht worden - und beide gescheitert. Gegenwärtig wird der dritte Versuch unternommen. Das zweimalige Scheitern ist nicht verwunderlich angesichts der Verfasstheit der globalen Politik. Gibt es eine Alternative? Die Antwort ist: ja, die technologische. Die vermag sich dank wirtschaftlicher Vorteilhaftigkeit von alleine durchzusetzen.
To what extent can designers direct their professional practices towards serving the common good? Design constitutes itself anew with every project. Each project is both conditioned and made possible through a unique constellation of actors, timeframes, objectives, skills, etc. which arise from both social values and political agendas. We discuss the different approaches of two selected design projects by the authors, and the respective strategies and methods. While the designers' ambition in both projects was certainly to change an existing situation into a preferred one - the first by the means of interactive user engagement, the second through the idea of semi-finished product semantics - we emphasize on the challenges and ambiguities arising from the evolutionary process of design, aiming at the common good. Eventually we conclude that design processes can serve as a tool to debate rather than create the common good.
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.
The basic materials industries are a cornerstone of Europe's economic prosperity, increasing gross value added and providing around 2 million high-quality jobs. But they are also a major source of greenhouse gas emissions. Despite efficiency improvements, emissions from these industries were mostly constant for several years prior to the Covid-19 crisis and today account for 20 per cent of the EU's total greenhouse gas emissions.
A central question is therefore: How can the basic material industries in the EU become climate-neutral by 2050 while maintaining a strong position in a highly competitive global market? And how can these industries help the EU reach the higher 2030 climate target - a reduction of greenhouse gas emissions of at least 55 per cent relative to 1990 levels?
In the EU policy debate on the European Green Deal, many suppose that the basic materials industries can do little to achieve deep cuts in emissions by 2030. Beyond improvements to the efficiency of existing technologies, they assume that no further innovations will be feasible within that period. This study takes a different view. It shows that a more ambitious approach involving the early implementation of key low-carbon technologies and a Clean Industry Package is not just possible, but in fact necessary to safeguard global competitiveness.
Das Klimaabkommen von Paris ist ein Abkommen der Vereinten Nationen. Mit Artikel 4.1 wurde die Treibhausgasneutralität zum Ziel aller globalen Klimapolitik gemacht. Die Begriffe Klimaneutralität und Treibhausgasneutralität werden vom Klimasekretariat der Vereinten Nationen in der öffentlichen Kommunikation synonym verwendet. Die Europäische Kommission hat sich bisher im Zuge der Umsetzung ebenfalls für die synonyme Verwendung entschieden. In Deutschland ist es anders - da herrscht begriffliches Chaos.
The Paris Agreement combines collective goals with individual countries' contributions. This hybrid approach does not guarantee that the individual contributions add up to what is required to meet the collective goals. The Paris Agreement therefore established the Global Stocktake. Its task is to "assess collective progress" towards achieving the long-term goals of the agreement as of 2023 and every five years thereafter. Corresponding to this role, this report addresses three questions: What should an effective Global Stocktake look like? What information and data are needed? Is it possible to execute an effective Global Stocktake within the mandate of the Paris Agreement?
Fully decarbonising global power supply is essential to meet the objectives of the Paris Agreement. A wide range of inter- and transnational governance institutions exist that work towards the transformation of the power sector. But are these governance efforts sufficient to address the challenges? To address this question the article first identifies governance needs on the basis of systemic sector-specific transformation challenges and discusses the potential for international governance to address them. Second, the paper surveys existing inter- and transnational institutions and assess to what extent they exploit the potential of international governance. The analysis shows that many of the governance needs are already being satisfied to some extent, particularly with respect to the deployment of renewable energy. It also shows that a significant blind spot remains: the phase-out of fossil fuels for electricity generation. The detailed analysis enables us to identify options for enhancing the governance landscape.
The ultimate goal of German Resource Efficiency Programme (ProgRess) is to make the extraction and use of natural resources more sustainable and reduce associated environmental pollution as much as possible. By doing this - also with responsibility towards future generations - the programme should create a prerequisite for securing a long-term high quality of life. To bring the policy approaches formulated in ProgRess to reality, efforts to implement resource efficiency measures have to be increased at all levels - from international to regional to local.
The chapter intends to provide an impetus for the current debate on ProgRess policy development. The chapter identifies, analyses and describes deficits and possibilities of vertical integration of the German programme in particular and derives recommendations for action which may also serve as indications for other strategies. The following sections are based on results of the advisory report "Vertical integration of the national resource efficiency programme ProgRess (VertRess)", conducted by the German Institute of Urban Affairs (Difu) and the Wuppertal Institute for Climate, Environment and Energy on behalf of the German Environmental Agency (UBA) and the Federal Ministry of the Environment, Nature Conservation and Nuclear Safety (BMU).
Cross-country evidence on the adoption of energy-efficient retrofit measures (EERMs) in residential buildings is critical to supporting the development of national and pan-European policies aimed at fostering the energy performance upgrade of the building stock. In this light, the aim of this paper is to advance in the understanding of the probability of certain EERMs taking place in eight EU countries, according to a set of parameters, such as building typology, project types, and motivation behind the project. Using these parameters collected via a multi-country online survey, a set of discrete-choice (conditional logit) models are estimated on the probability of selecting a choice of any combination of 33 EERMs across the sampled countries. Results show that actions related to the building envelope are the most often-addressed across countries and single building elements or technology measures have a higher probability of being implemented. The modelling framework developed in this study contributes to the scientific community in three ways: (1) establishing an empirical relationship among EERMs and project (i.e., retrofit and deep retrofit), (2) identifying commonalities and differences across the selected countries, and (3) quantifying the probabilities and market shares of various EERMs.
This chapter turns to the measurement of performance in delivering corporate and ecosystem purposes. The metrics are designed to capture the pain points in the ecosystem that need to be addressed and the success of the intervention in addressing them. This requires measures of non-financial as well as financial performance. The chapter provides an overview of measurements of non-financial forms of capital: natural, human, and social. In examining natural capital, it contrasts input measures that record the amount of natural resources that are used in the production process and output measures that examine the impact of the inputs on products, emissions, waste, etc. It notes that measuring inputs is in general more straightforward than outputs and it therefore argues that natural capital metrics should be constructed around inputs rather than outputs.
Cities and urban consumers play a central role in the transition to a decarbonized society. Building on existing studies that identify the significant contributions of lifestyle changes, this study proposes a practical methodology for modeling and exploring city-specific carbon footprint reduction pathways through lifestyle changes to decarbonization. It uses an input-output approach with mixed-unit consumption data and the concept of adoption rates, which is applicable to multiple cities with widely available subnational household consumption data. This paper illustrates the use of this methodology by exploring the consumption-based mitigation pathways of 52 Japanese cities with 65 lifestyle change options covering mobility, housing, food, consumer goods, and leisure domains. The results revealed that city-specific impacts of a variety of lifestyle change options can differ by as much as a factor of five among cities, even in the urban context within the same country. Due to this city-level heterogeneity, the priority options of decarbonized lifestyles, such as among shared mobility, low-carbon diets, and longevity of consumer goods, have shifted between cities. The analysis suggests that ambitious urban lifestyle changes can potentially reduce their carbon footprints to meet the 1.5 ℃ target. However, due to the overlaps of mitigation potentials between multiple lifestyle change options, the necessary levels of adoption and coverage are extensive (i.e., adoption rates of 0.6-0.9). Importantly, adopting lifestyle changes with an efficiency strategy (e.g., the introduction of end-use technologies) or sufficiency strategy (e.g., behavioral changes in consumption amounts and modes) alone is not enough; the only way to succeed is through the combination of both strategies. This paper calls for a target-based exploration and identification of city-specific priorities of lifestyle change options to facilitate consumption-oriented mitigation policies and stakeholder actions to address the climate impacts of urban consumption.
Durch vielfältige Innovationen und technologische Errungenschaften wird die Kreislaufwirtschaft stetig weiterentwickelt. Gleichzeitig existieren viele Unsicherheiten und Risiken im Hinblick auf die langfristigen Wirkungen dieser neuen Technologien. Zudem tragen viele Innovationen aufgrund von Rebound-Effekten zweifellos immer noch zur Beschleunigung des Ressourcenverbrauchs und der Verschwendung bei.
Nicht erst seit dem Klimaabkommen von Paris, welches im Kern eine Begrenzung der menschengemachten globalen Erwärmung auf deutlich unter 2 °C gegenüber vorindustriellen Werten vorsieht, ist offensichtlich, dass eine umfassende Transformation der meisten Wirtschaftssektoren erforderlich ist, um die gesteckten Ziele zu erreichen. Die Transformation erfolgt dabei zum einen durch Steigerung der Energieeffizienz und zum anderen durch eine Dekarbonisierung der bestehenden Prozesse, bei denen heute noch ein hoher Anteil fossiler Energien eingesetzt wird - dies kann gelingen durch eine weitreichende Sektorkopplung, Flexibilisierung und Elektrifizierung bei vollständiger Nutzung Erneuerbarer Energien.
Letzteres stellt auch die Energieversorgung in Rheinland-Pfalz vor einen Paradigmenwechsel: Die schrittweise Transformation eines von konventionellen Energieträgern geprägten Versorgungsystems zu einem durch Erneuerbare Energien dominierten System. Als eines der ersten Bundesländer hat sich Rheinland-Pfalz bereits im Jahr 2014 ein eigenes Klimaschutzgesetz gegeben sowie erstmals im Jahr 2015 ein Landesklimaschutzkonzept (LKSK) erarbeitet, welches energiepolitische Leitplanken für den angestoßenen Transformationsprozess setzt. Die vorliegende Studie im Auftrag des Ministeriums für Umwelt, Energie, Ernährung und Forsten Rheinland-Pfalz beleuchtet die Auswirkungen eines weiteren Ausbaus der Erneuerbaren Energien in Rheinland-Pfalz und der damit verbundenen Flexibilisierung und Dekarbonisierung unterschiedlicher Anwendungsfelder, insbesondere in der Industrie aber auch im ÖPNV und zentraler Wärmeversorgung.
Die kommende Bundesregierung muss aus ambitionierten Zielen eine erfolgreiche Ressourcen- und Klimapolitik machen und dabei alle Bürgerinnen und Bürger mitnehmen - so das Fazit des Zukunftsimpulses des Wuppertal Instituts zur Bundestagswahl 2021. Es zeigt, welche Maßnahmen notwendig sind, um die Transformation in eine klimafreundliche und ressourcenleichte Zukunft jetzt konsequent einzuleiten.
Transformative Innovationen : die Suche nach den wichtigsten Hebeln der Großen Transformation
(2021)
Der hier vorliegende Zukunftsimpuls soll den Grundgedanken der Transformativen Innovationen und ihre Notwendigkeit beschreiben sowie erste Kandidaten für solche Transformativen Innovationen aus diversen Arbeitsbereichen des Wuppertal Instituts vorstellen. Er dient vor allem als Einladung, gemeinsam mit dem Wuppertal Institut über solche Innovationen zu diskutieren, die irgendwo zwischen den großen Utopien und kleinen Nischenaktivitäten liegen. Denn es braucht nicht immer den ganz großen Wurf, um Veränderungen in Gang zu setzen.
Nie gab es mehr zu tun. Unsere Wirtschaft braucht nicht nur technische, sondern auch soziale und kulturelle Innovationen. Etablierte Wirtschaftsförderung beschränkt sich meist auf klassische gewerbliche Unternehmen und strebt nach Wettbewerbsfähigkeit und Wachstum. Das Konzept der Wirtschaftsförderung 4.0 geht darüber hinaus und betrachtet die gesamte Wirtschaft einer Stadt oder Region. Es ergänzt die klassischen Strategien und zielt darauf ab, lokale und regionale Wirtschaftsstrukturen zu stärken. Auch private und öffentliche Haushalte, Vereine und soziale Initiativen werden dabei berücksichtigt.
Wirtschaftsförderung 4.0 initiiert so neue Wertschöpfung vor Ort, eröffnet lokale Investitionsmöglichkeiten, bindet regionale Kaufkraft, entfaltet neue Wirtschaftsideen, fördert Kooperationen und stärkt lokale Vielfalt. Zudem fördert sie Ressourcengerechtigkeit und Klimaschutz. Das Buch stellt diese innovative Wirtschaftsförderung vor, die die regionale und lokale Wirtschaft stabilisiert und Regionen dadurch widerstandsfähiger gegen globale Krisen macht.
The article introduces and exemplifies the approach of evidence-based narratives (EBN). The methodology is a product of co-design between policy-making and science, generating robust intelligence for evidence-based policy-making in the Directorate General for Research and Innovation of the European Commission (DG RTD) under the condition of high uncertainty and fragmented evidence. The EBN transdisciplinary approach tackles practical problems of future-oriented policy-making, in this case in the area of programming for research and innovation addressing the Grand Societal Challenge related to climate change and natural resources. Between 2013 and 2018, the EU-funded RECREATE project developed 20 EBNs in a co-development process between scientists and policy-makers. All EBNs are supported with evidence about the underlying innovation system applying the technological innovation systems (TIS) framework. Each TIS analysis features the innovation, its current state of market diffusion and a description of the innovation investment case. Indicators include potential future market sizes, effects on employment and environmental and social benefits. Based on the innovation and TIS function analyses, the EBNs offer policy recommendations. The article ends with a critical discussion of the EBN approach.
Transport is a key economic sector in Europe, it influences the opportunities of production and consumption. By improving access to markets, goods and services, employment, housing, health care, and education, transportation projects can increase economic productivity and development. The ability to be mobile is also a prerequisite for inclusion. At the same time, transport induces a range of negative effects, most notably the emission of greenhouse gases. At the urban level, motorised transport significantly contributes to air pollution.
Since 2013, the European Commission has increased EU funding for projects: The "Urban Mobility Package" provided EUR 13 billion for investments into sustainable urban mobility between 2014 and 2020. This has allowed cities across Europe to put in place a range of initiatives. European funding programmes and financing institutions such as the European Investment Bank increasingly insist on a contribution to more sustainable mobility systems in their financing commitments.
The impact, however, is mixed. The European Court of Auditors warned that EU cities must shift more traffic to sustainable transport modes. They found that EU-funded projects were not always based on sound urban mobility strategies and were not as effective as intended.
In many EU member states, the transfer of EU funds to cities is contingent on the existence of a SUMP. A statistical analysis of the modal split of 396 cities in the European Union revealed that the implementation of Sustainable Urban Mobility Plans positively correlates with a reduction of the share of the private car in the cities. Such plans include strategies and activities to pursue sustainable mobility.
This report analyses transport and mobility in Bratislava with a view to providing a clear picture about its current sustainability state. It points to both good practice and areas of improvement. In so doing, it provides recommendations how mobility in the city can be developed increasingly sustainable. Bratislava is the capital and largest city of Slovakia. In 2016, the population of the city was 426,000 inhabitants, the Bratislava region was home to 642,000 inhabitants.
Citizen science is a transdisciplinary approach that responds to the current science policy agenda: in terms of supporting open science, and by using a range of science communication instruments. In particular, it opens up scientific research processes by involving citizens at different phases; this also creates a range of opportunities for science communication to happen This article explores methodological and practical characteristics of citizen science as a form of science communication by examining three case studies that took different approaches to citizens' participation in science. Through these, it becomes clear that communication in citizen science is "always" science communication and an essential part of "doing science".
The data centre industry (DCI) has grown from zero in the 1980s, to enabling 60% of the global population to be connected in 2021 via 7.2 million data centres. The DCI is based on a linear economy and there is an urgent need to transform to a Circular Economy to establish a secure supply chain and ensure an economically stable and uninterrupted service, which is particularly difficult in an industry that is comprised of ten insular subsectors. This paper describes the CEDaCI project which was established to address the challenge in this unique sector; this ground-breaking project employs a whole systems approach, Design Thinking and the Double Diamond methods, which rely on people/stakeholder engagement throughout. The paper reviews and assesses the impact of these methods and project to date, using quantitative and qualitative research, via an online sectoral survey and interviews with nine data centre and IT industry experts. The results show that the project is creating positive impact and initiating change across the sector and that the innovative output (designs, business models, and a digital tool) will ensure that sectoral transformation continues; the project methods and structure will also serve as an exemplar for other sectors.
More than 150 municipal utilities (so-called Stadtwerke) were established in Germany from the beginning of the millennium, bringing the total number of Stadtwerke currently established within the country to approximately 900. With responsibility for more than half of the supply of electricity, gas and heat in Germany, these Stadtwerke play a central role in the transformation of the energy sector, or Energiewende. In addition, due to their local and regional ties, Stadtwerke have a particular role to play in energy politics, the economy and across society. This article focuses on the motives behind, and grounds for, the current wave of newly established Stadtwerke. Further, it discusses the factors that were critical to the successful formation of new Stadtwerke in recent years. The results of our survey indicate that the establishment of municipal Stadtwerke is a suitable measure to implement the energy transition at the local level, whereby the concept of public value has a high level of importance for the local decision-makers. Collaboration and cooperation, as well as a resilience-oriented strategy, are important success factors for new Stadtwerke.
In order to calculate the financial return of energy efficiency measures, a cost-benefit analysis (CBA) is a proven tool for investors. Generally, however, most CBAs for investors have a narrow focus, which is - simply speaking - on investment costs compared with energy cost savings over the life span of the investment. This only provides part of the full picture. Ideally, a comprehensive or extended CBA would take additional benefits as well as additional costs into account. The objective of this paper is to reflect upon integrating into a CBA two important cost components: transaction costs and energy efficiency services - and how they interact. Even though this concept has not been carried out to the knowledge of the authors, we even go a step further to try to apply this idea. In so doing, we carried out a meta-analysis on relevant literature and existing data and interviewed a limited number of energy experts with comprehensive experience in carrying out energy services. Even though data is hardly available, we succeeded in constructing three real-world cases and applied an extended CBA making use of information gathered on transaction costs and energy services costs. We were able to show that, despite these additional cost components, the energy efficiency measures are economically viable. Quantitative data was not available on how energy services reduce transaction costs; more information on this aspect could render our results even more positive. Even though empirical and conceptual research must intensify efforts to design an even more comprehensive CBA, these first-of-its-kind findings can counterargue those that believe energy efficiency is not worth it (in monetary terms) due to transaction costs or energy services costs. In fact, this is good news for energy efficiency and for those that seek to make use of our findings to argue in favor of taking up energy efficiency investments in businesses.
The number of input-output assessments focused on energy has grown considerably in the last years. Many of these assessments combine data from multi-regional input-output (MRIO) databases with energy extensions that completely or partially depict the different stages through which energy products are supplied or used in the economy.
The improper use of some energy extensions can lead to double accounting of some energy flows, but the frequency with which this happens and the potential impact on the results are unknown. Based on a literature review, we estimate that around a quarter of the MRIO-based energy assessments reviewed incurred into double accounting. Using the EXIOBASE MRIO database, we also analyse the effects of double accounting in the absolute values and rankings of different countries' and products' energy footprints.
Building on the insights provided by our analysis, we offer a set of key recommendations to MRIO users to avoid the double accounting problem in the future. Likewise, we conclude that the harmonisation of the energy data across MRIO databases led by experts could simplify the choices of the data users until the provision of official energy extensions by statistical offices becomes a widespread practice.
This article aims to analyse the potential for international climate governance to promote the decarbonisation of land transport. It first summarises challenges and barriers that impede the transformation of the sector. On this basis, the article discusses how international governance could potentially assist with overcoming these barriers and mobilising potentials. Subsequently, the article analyses to what extent existing international governance institutions deliver on the potential identified. The analysis finds that while there is a large number of international institutions trying to promote the decarbonisation of land transport, none of them emerge saliently as hubs or core institutions. There is a substantial amount of activity to generate and disseminate knowledge and learning, but the potential for providing guidance and signal, setting rules, providing transparency/accountability and means of implementation could be further exploited. The article concludes with suggestions on how international governance may be strengthened.
The expansion of photovoltaics in German cities has so far fallen short of expectations. The concept of "tenant electricity" ("Mieterstrom" in German), in which tenants of a building are supplied with solar power produced on site, offers great potential here. A study on behalf of the German Federal Ministry for Economic Affairs and Energy estimated the number of tenant households with good conditions for solar tenant electricity at 3.8 million. At the same time, the federal tenant electricity promotion scheme has been in place since 2017, but only about 1% of the annual budget has been claimed. The aim of this study is to identify the barriers for and drivers of diffusion of the tenant electricity model. To this end, a qualitative document analysis and a range of semi-structured expert interviews have been conducted. The theoretical framework used to guide the analysis is the multi-level perspective. The main barrier found for tenant electricity diffusion is the legal framework on the regime level, which also leads to high transaction costs of implementing tenant electricity. A social barrier is the inertia of some residents to actively concern themselves with their electricity supply and switch to a tenant electricity contract. Among its drivers are long-term trends such as the increasing electricity demand in urban areas, technical developments like blockchain technology and the increasing deployment of smart meters, and the EU Renewable Energy Directive. As long as the restrictive legal framework prevails, the further diffusion of tenant electricity will remain limited.
Electronics containing growing quantities of high value and critical metals are increasingly used in automobiles. The conventional treatment practice for end-of-life vehicles (ELV) is shredding after de-pollution and partial separation of spare parts. Despite opportunities for resource recovery, the selective separation of components containing relevant amounts of critical metals for the purpose of material recycling is not commonly implemented. This article is aimed to contribute to recycling strategies for future critical metal quantities and the role of extended material recovery from ELVs. The study examines the economic feasibility of dismantling electronic components from ELVs for high value metal recycling. The results illustrate the effects of factors as dismantling time, labour costs and logistics on the economic potential of resource recovery from ELVs. Manual dismantling is profitable for only a few components at the higher labour costs in western/northern parts of Europe and applicable material prices, including the inverter for hybrid vehicles, oxygen sensor, side assistant sensor, distance and near distance sensors. Depending on the vehicle model, labour costs and current material prices, manual dismantling can also be cost-efficient for also some other such as the heating blower, generator, starter, engine and transmission control, start/stop motor, drive control, infotainment and chassis control.
Despite Germany's Paris Agreement pledge and coal exit legislation, the political debate around carbon-intensive coal remains heated. Coal power and mining have played an important, yet changing role in the history of German politics. In this paper, we analyze the entire parliamentary debate on coal in the German parliament (Bundestag) from its inception in 1949 to 2019. For this purpose we extract the more than 870,000 parliamentary speeches from all protocols in the history of the Bundestag. We identify the 9167 speeches mentioning coal and apply dynamic topic modeling – an unsupervised machine learning technique that reveals the changing thematic structure of large document collections over time - to analyze changes in parliamentary debates on coal over the past 70 years. The trends in topics and their varying internal structure reflect how energy policy was discussed and legitimized over time: Initially, coal was framed as a driver of economic prosperity and guarantee of energy security. In recent years, the debate evolved towards energy transition, coal phase-out and renewable energy expansion. Germany’s smaller and younger parties, the Greens and the Left Party, debate coal more often in the context of the energy transition and climate protection than other parties. Our results reflect trends in other countries and other fields of energy policy. Methodologically, our study illustrates the potential of and need for computational methods to analyze vast corpora of text and to complement traditional social science methods.
The ongoing warming of the Earth's atmosphere is projected to cause a northward shift of species' distributions, as they track their climatic optimum. In the rapidly warming Arctic, this has already led to an increase of shrubs in tundra ecosystems. While this northern expansion of woody biomass has been studied relatively extensively over the last decade, little research has been devoted to shrub growth responses at the southern margins of Northern Hemisphere shrubs. Here, we studied shoot length growth, its responses to climate over the period 2010-2017, and differences in leaf C and N content of the evergreen dwarf shrub Empetrum nigrum, as well as the vegetation composition and soil parameters at four sites located along a gradient of increasing dune age on the island Spiekeroog, northern Germany. The sites are located in the tri-national UNESCO world heritage site, the Wadden Sea. E. nigrum has a predominantly circum-arctic-boreal distribution and its southern distribution margin in European lowlands runs through northern Germany, where it is retreating northwards. We found a negative response to autumn (surface) temperatures and previous summer surface temperatures and/or a positive response to summer precipitation of E. nigrum growth, except at the oldest dune with the strongest E. nigrum dominance. Growth rates and plant species diversity declined with dune age. Our results suggest that E. nigrum growth is drought sensitive at its European southern range margin. We hypothesize that this sensitivity may form the basis for its northward retreat, which is supported by recent observations of E. nigrum dieback in Germany after the extreme drought in 2018 and model projections.
Durch den "European Green Deal" und den "Circular Economy Action Plan" der Europäischen Union (EU) hat die EU-Produktpolitik 2019 und 2020 neue Impulse erhalten. In beiden Strategiepapieren der Europäischen Kommission wird ein elektronischer bzw. digitaler Produktpass als wesentliches Instrument für eine klimaschonende und ressourceneffiziente Wirtschaft genannt. Dieser soll unter anderem Informationen über Herkunft, Zusammensetzung, Reparatur- und Demontagemöglichkeiten eines Produktes sowie über die Handhabung am Ende seiner Lebensdauer liefern.
Auch auf nationaler Ebene wird das Thema "digitaler Produktpass" diskutiert und insbesondere in der Umweltpolitischen Digitalagenda des Bundesumweltministeriums als zentrale Maßnahme genannt.
Auch wenn das Thema derzeit stärker in den Mittelpunkt rückt, ist ein breit anwendbarer digitaler Produktpass in der Praxis bislang nicht etabliert. Erste Teilansätze bestehen, die allerdings bislang oftmals nicht durch verpflichtende Standarddatensätze oder zentrale Datenbanken institutionalisiert sind. Entsprechend sind auf politischer Ebene auch noch keine konkreten und umfassenden Konzepte vorhanden, wie ein solcher umfassender Produktpass in Zukunft ausgestaltet und implementiert werden soll. An diesem Punkt setzt diese Kurzstudie an. Sie greift hierbei auch Erfahrungen aus bestehenden Projekten und Initiativen auf, bei denen bereits Erkenntnisse hinsichtlich der (Teil-)Umsetzung von unterschiedlichen Konzepten rund um das Thema Produktpass gewonnen werden konnten. Diese Kurzstudie hat entsprechend das Ziel, den aktuellen Diskussionsstand zum Thema "digitaler Produktpass" kompakt darzustellen und Handlungsoptionen für eine mögliche Umsetzung zu skizzieren. Dabei hat sie nicht den Anspruch und die Möglichkeit ein umfassendes Konzept zu erarbeiten, sondern soll erste Ansätze und Optionen vermitteln, um weitere Diskussionen und Forschungsansätze anzuregen. Insbesondere soll die Kurzstudie Impulse für anschließende Initiativen auf nationaler und europäischer Ebene liefern.
Electric mobility is beginning to enter East African cities. This paper aims to investigate what policy-level solutions and stakeholder constellations are established in the context of electric mobility (e-mobility) in Dar es Salaam, Kigali, Kisumu and Nairobi and in which ways they attempt to tackle the implementation of electric mobility solutions. The study employs two key methods including content analysis of policy and programmatic documents and interviews based on a purposive sampling approach with stakeholders involved in mobility transitions. The study findings point out that in spite of the growing number of policies (specifically in Rwanda and Kenya) and on-the-ground developments, a set of financial and technical barriers persists. These include high upfront investment costs in vehicles and infrastructure, as well as perceived lack of competitiveness with fossil fuel vehicles that constrain the uptake of e-mobility initiatives. The study further indicates that transport operators and their representative associations are less recognized as major players in the transition, far behind new e-mobility players (start-ups) and public authorities. This study concludes by identifying current gaps that need to be tackled by policymakers and stakeholders in order to implement inclusive electric mobility in East African cities, considering modalities that include transport providers and address their financial constraints.
We conduct a systematic, interdisciplinary review of empirical literature assessing evidence on induced innovation in energy and related technologies. We explore links between demand-drivers (both market-wide and targeted); indicators of innovation (principally, patents); and outcomes (cost reduction, efficiency, and multi-sector/macro consequences). We build on existing reviews in different fields and assess over 200 papers containing original data analysis. Papers linking drivers to patents, and indicators of cumulative capacity to cost reductions (experience curves), dominate the literature. The former does not directly link patents to outcomes; the latter does not directly test for the causal impact of on cost reductions). Diverse other literatures provide additional evidence concerning the links between deployment, innovation activities, and outcomes. We derive three main conclusions. (1) Demand-pull forces enhance patenting; econometric studies find positive impacts in industry, electricity and transport sectors in all but a few specific cases. This applies to all drivers - general energy prices, carbon prices, and targeted interventions that build markets. (2) Technology costs decline with cumulative investment for almost every technology studied across all time periods, when controlled for other factors. Numerous lines of evidence point to dominant causality from at-scale deployment (prior to self-sustaining diffusion) to cost reduction in this relationship. (3) Overall Innovation is cumulative, multi-faceted, and self-reinforcing in its direction (path-dependent). We conclude with brief observations on implications for modeling and policy. In interpreting these results, we suggest distinguishing the economics of active deployment, from more passive diffusion processes, and draw the following implications. There is a role for policy diversity and experimentation, with evaluation of potential gains from innovation in the broadest sense. Consequently, endogenising innovation in large-scale models is important for deriving policy-relevant conclusions. Finally, seeking to relate quantitative economic evaluation to the qualitative socio-technical transitions literatures could be a fruitful area for future research.
Damit sich die weltweit zunehmend ambitionierten Klimaschutzziele erreichen lassen, müssen auch im Industriesektor weitgehende Emissionsreduktionen innerhalb weniger Jahrzehnte realisiert werden. Expertinnen und Experten sind sich einig, dass dies nicht ohne den Umstieg von fossilen auf erneuerbare Energieträger und Rohmaterialien - sogenannte Feedstocks - umsetzbar ist. Im Zuge der verstärkten Nutzung dieser grünen Energieträger ist denkbar, dass sich deren Verfügbarkeit und Kosten zu immer wichtigeren Standortfaktoren für die Produktion industrieller Güter entwickeln werden. Dies könnte dazu führen, dass zukünftig Standorte mit kostengünstiger Verfügbarkeit von erneuerbaren Energien attraktiver gegenüber anderen Standorten werden und es dann zu Standortverlagerungen kommt - insbesondere im Bereich der energieintensiven Industrie.
In dem vorliegenden Artikel greifen die Autoren diese möglichen Verlagerungen industrieller Produktion auf. In diesem Zusammenhang führen sie auch den Begriff "Renewables Pull" ein. Die in bestimmten Regionen der Welt kostengünstig und in großen Mengen verfügbaren erneuerbaren Energien könnten nach Ansicht der Autoren künftig eine Sogwirkung auslösen und bestimmte Teile der industriellen Produktion anziehen - auch Pull-Effekt genannt.
Para lograr una transición hacia el desarrollo sostenible son fundamentales la ciencia y la educación, especialmente la educación superior. Se necesitan formatos educativos para capacitar a los estudiantes en la realización de investigaciones transformadoras. Con base en la investigación transdisciplinaria y transformadora en laboratorios del mundo real y estudios del futuro, desarrollamos un módulo de aprendizaje y enseñanza integral: el Laboratorio de Innovación Transformadora (lit). El laboratorio desarrolla cinco competencias clave y tres tipos de conocimiento necesarios para impulsar innovaciones en sostenibilidad socialmente robustas. En este artículo se presentan las principales características de este formato vivencial y reflexivo, además de un manual para facilitar el laboratorio. También se comparten y discuten los aprendizajes centrales de la implementación de este formato en programas de estudio existentes a partir de dos pruebas realizadas en dos universidades alemanas.
For achieving a transition towards sustainable development, central importance is attached to science and education, and especially higher education. Suitable formats are needed for empowering students to perform transformative research. On the basis of transdisciplinary and transformative real-world laboratory research and futures studies, we develop encompassing learning and teaching module: the Transformative Innovation Lab (til). The lab builds on insights into five key competencies and three types of knowledge needed for developing socially robust sustainability innovations. In this paper, the main features of this experiential and reflexive format are presented and linked to a handbook for facilitating the lab. Central learnings for implementing the format in existing study programmes from two test runs at two German universities are shared and discussed.
Energy sufficiency is one of the three energy sustainability strategies, next to energy efficiency and renewable energies. We analyse to what extent European governments follow this strategy, by conducting a systematic document analysis of all available European National Energy and Climate Plans (NECPs) and Long-Term Strategies (LTSs). We collect and categorise a total of 230 sufficiency-related policy measures, finding large differences between countries. We find most sufficiency policies in the transport sector, when classifying also modal shift policies to change the service quality of transport as sufficiency policies. Types of sufficiency policy instruments vary considerably from sector to sector, for instance the focus on financial incentives and fiscal instruments in the mobility sector, information in the building sector, and financial incentive/tax instruments in cross-sectoral application. Regulatory instruments currently play a minor role for sufficiency policy in the national energy and climate plans of EU member states. Similar to energy efficiency in recent decades, sufficiency still largely referred to as micro-level individual behaviour change or necessary exogenous trends that will need to take place. It is not treated yet as a genuine field of policy action to provide the necessary framework for enabling societal change.
The aim of this study is to contribute to a learning process about innovative and successful approaches to overcoming problems and challenges of urban environmental protection. To this end, a detailed overview of the importance of environmental challenges, political priorities and successful solutions in selected countries and cities is given. Based on this, the study analyzes specific success factors and discusses the extent to which these can be transferred and replicated to other cities. Finally, recommendations are made for cities, countries and the international community on how environmental protection at the urban level can be further strengthened. The role of German cities and institutions will also be discussed. The case studies analyzed include Belo Horizonte in Brazil, Moscow in Russia, Kochi in India, Beijing in China, Cape Town in South Africa and Jakarta in Indonesia. These cities were selected because they have already implemented successful policies, measures and other initiatives in the past. For each city, the study analyzes relevant policy documents in order to present the respective challenges and political priorities. The analysis aims to understand the effectiveness of the plans and instruments taking into account the national political environment. Despite the cross-sectoral approach, the analysis of each case study focuses on specific sectors in order to produce well-founded results. The success factors that are worked out based on this sectoral analysis are placed in a holistic context in order to be able to make generalizable statements about success factors.
Mit dem Ziel, das Kunststoffrecycling weiter zu steigern, wurden in diesem Vorhaben die Verfahren und Prozesse der werkstofflichen Verwertung von Kunststoffabfällen in den Blick genommen - von der Sortierung über die Aufbereitung bis hin zu einem erneuten Einsatz in der Produktion. Ausgehend von der Beschreibung des Standes der Technik wurden mögliche, innovative technische Optimierungspotenziale identifiziert und dargestellt, die zur Verbesserung der Rezyklatqualitäten und ihren Einsatzmöglichkeiten in Neuprodukten beitragen können. Für eine Bewertung der Umweltwirkungen der technischen Innovationen im Vergleich zum Stand wurden ökobilanzielle Berechnungen vorgenommen.
Das Jahr 2020 stand ganz im Zeichen der Corona.Pandemie, wodurch massive Veränderungen, Umbrüche und auch Verwerfungen in nahezu allen Bereichen zu spüren gewesen sind und auch weiter nachklingen. Das gilt für die Wirtschaft ganz genauso wie für die Gesellschaft. Nichts scheint mehr so zu sein wie früher, Krisenprävention und gesellschaftlicher Zusammenhalt scheinen heute eine ganz andere Bedeutung zu haben.
Das Handbuch ist ein Ergebnis des Forschungsprojektes "Transformatives Lernen durch Engagement - Soziale Innovationen als Impulsgeber für Umweltbildung und Bildung für nachhaltige Entwicklung". Im Projekt wurden in Kooperation zwischen Schulen und zivilgesellschaftlichen Nachhaltigkeitsinitiativen sogenannter Lernwerkstätten im Modus des Service-Learning initiiert, um Kinder und Jugendliche für ein Nachhaltigkeitsengagement zu begeistern. Das Handbuch liefert theoretisches Hintergrundwissen, praktische Empfehlungen, Methoden und Materialien zur Durchführung solcher Lernwerkstätten im Kontext von Bildung für nachhaltige Entwicklung. Es richtet sich an Multiplikator*innen in der schulischen und außerschulischen Bildungsarbeit, sowie an Praxisakteur*innen eines sozial-ökologischen Wandels und möchte dazu ermutigen, innovative Lernformen zu erproben und sich für nachhaltigkeitsorientierte Lernkulturen einzusetzen.
The transport sector accounts for 20 per cent of the greenhouse gas emissions in Germany and it is therefore key to success for German climate policy. At present, however, there is no other sector with a wider gap in missing the trajectory to climate neutrality. The present study, conducted on behalf of Huawei within the project "Shaping the Digital Transformation - Digital Solution Systems for the Sustainability Transition", points out new pathways towards a sustainable and climate friendly transition of the transport sector. The report specifies concrete options to follow up on the ambitious goals of the new coalition agreement to foster clean and digital mobility solutions.
The authors refined eight theses on how digitalisation can foster sustainable mobility solutions and how to shape a supporting policy framework, which is aligning the financial and regulatory guardrails for ramping up a sustainable mobility system while gradually phasing down the usage of private cars.
Deutschlands Klimaschutzstrategie baut auf den Einsatz von grünem Wasserstoff aus erneuerbaren Energien. Doch wo soll der Wasserstoff herkommen, aus heimischer Produktion oder importiert aus dem Ausland? Eine Studie des Wuppertal Instituts und DIW Econ schafft einen Überblick über die aktuelle Datenlage und ermittelt Wertschöpfungs- und Beschäftigungseffekte beider Strategien. Das Resümee: Es trifft nicht zu, dass importierter Wasserstoff allgemein günstiger ist, entscheidend sind je nach Herkunftsland die tatsächlich realisierbaren Strom- und Transportkosten. Wird der grüne Wasserstoff stattdessen im eigenen Land produziert, wird dies zudem eine positive Beschäftigungswirkung und Wertschöpfung entfalten. Mit der Erreichung der Klimaziele 2050 betrüge die zusätzliche Wertschöpfung bei einer stark auf die heimische Erzeugung ausgerichtete Strategie bis zu 30 Milliarden Euro im Jahr 2050 und es könnten bis zu 800.000 Arbeitsplätze geschaffen werden.
Many cities all over the world highlight the need to transform their urban mobility systems into more sustainable ones, to confront pressing issues such as air and noise pollution, and to deliver on climate change mitigation action. While the support of innovations is high on the agenda of both national and local authorities, consciously phasing-out unsustainable technologies and practices is often neglected. However, this other side of the policy coin, "exnovation", is a crucial element for the mobility transition. We developed a framework to facilitate a more comprehensive assessment of urban mobility transition policies, systematically integrating exnovation policies. It links exnovation functions as identified in transition studies with insights from urban mobility studies and empirical findings from eight city case studies around the world. The findings suggest that most cities use some kinds of exnovation policies to address selective urban mobility issues, e.g., phasing-out diesel buses, restricting the use of polluting motor vehicles in some parts of the city, etc. Still, we found no evidence for a systematic exnovation approach alongside the innovation policies. Our framework specifies exnovation functions for the urban mobility transition by lining out policy levers and concrete measure examples. We hope that the framework inspires future in-depth research, but also political action to advance the urban mobility transition.
Smart Energy in Haushalten : Technologien, Geschäftsmodelle, Akzeptanz und Wirtschaftlichkeit
(2021)
Die Digitalisierung des deutschen Energiesystems wird als eine wichtige Voraussetzung für das Gelingen der Energiewende gesehen. Insbesondere im Bereich der Elektrizitätsversorgung kann Digitalisierung die Flexibilitätspotenziale, z. B. für das Verteilnetz, steigern. Dafür sollen klassische Energietechnologien (der Erzeugung, Speicherung und Verbraucher) mit Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) oder "Internet-of-Things"-Technologien (IoT) zusammenspielen. Auf diese Weise wandelt sich das Energieversorgungssystem beispielsweise im Elektrizitätsbereich von einem unidirektionalen Netz zu einem bidirektionalen Netzwerk, ein sogenanntes Smart Grid.
Sowohl Energie als auch energiebezogene Informationen können zwischen Verbrauchern, Netzbetreibern sowie zwischen Energieerzeugungsanlagen und Energiespeichern ausgetauscht werden. In diesem Zusammenhang entwickeln Unternehmen innovative smarte Produkte und Dienstleistungen für private Haushalte, z. B. Smart Home Systeme, Energiemanagementsysteme, Smart Meter, intelligente Beleuchtungssysteme oder sie bieten digitale Dienstleistungen wie z. B. die datenbasierte Fernwartung von Photovoltaik-Anlagen an.
The development of digital technologies is accelerating, enabling increasingly profound changes in increasingly short time periods. The changes affect almost all areas of the economy as well as society. The energy sector has already seen some effects of digitalization, but more drastic changes are expected in the next decades. Besides the very positive impacts on costs, system stability, and environmental effects, potential obstacles and risks need to be addressed to ensure that advantages can be exploited while adverse effects are avoided. A good understanding of available and future digital applications from different stakeholders' perspectives is necessary. This study proposes a framework for the holistic evaluation of digital applications in the energy sector. The framework consists of a combination of well-established methods, namely the multi-criteria analysis (MCA), the life cycle assessment (LCA), and expert interviews. The objective is to create transparency on benefits, obstacles, and risks as a basis for societal and political discussions and to supply the necessary information for the sustainable development and implementation of digital applications. The novelty of the proposed framework is the specific combination of the three methods and its setup to enable sound applicability to the wide variety of digital applications in the energy sector. The framework is tested subsequently on the example of the German smart meter roll-out. The results reveal that, on the one hand, the smart meter roll-out clearly offers the potential to increase the system stability and decrease the carbon emission intensity of the energy system. Therefore, the overall evaluation from an environmental perspective is positive. However, on the other hand, close attention needs to be paid to the required implementation and operational effort, the IT (information technology) and data security, the added value for the user, the social acceptance, and the realization of energy savings. Therefore, the energy utility perspective in particular results in an overall negative evaluation. Several areas with a need for action are identified. Overall, the proposed framework proves to be suitable for the holistic evaluation of this digital application.
Eine erfolgreiche Energiewende setzt nicht nur Innovationen voraus, sondern erfordert auch eine aktive Exnovation der fossilen Energieerzeugung. Die vorliegende Masterarbeit zielt deshalb darauf ab, Herausforderungen und Ansatzpunkte für eine Verständigung zwischen Gewerkschaften und Umweltverbänden zur der Zukunft Kohleenergie zu untersuchen. Leitend sind zwei Fragen: Erstens und empirisch: Welche Argumente vertreten Umweltverbände und Gewerkschaften hinsichtlich eines Kohleausstiegs? Zweitens und verbunden mit der gewählten theoretischen Perspektive der Sozialen Ökologie: Welche Bezogenheiten und Trennungen werden zwischen den jeweiligen Verständnissen von Natur, Gesellschaft und Ökonomie in den Argumenten der Akteure sichtbar?
Dafür wurde im theoretischen Teil der Arbeit eine sozial-ökologische Perspektive auf die energetische Kohlenutzung und das sogenannte Jobs versus Environment Dilemma erarbeitet. Im empirischen Teil werden mittels einer qualitativen Inhaltsanalyse über 100 Veröffentlichungen verschiedener Gewerkschaften und Umweltverbände aus dem Zeitraum von Ende 2014 (erster politischer Vorstoß zur Reduzierung der Kohleverstromung) bis Anfang 2019 (Ende der Kommission "Wachstum, Strukturwandel und Beschäftigung") ausgewertet.
Als Ergebnis legt die Arbeit die Argumente der Akteure vergleichend dar, zeigt auf, wie sich diese im Verlauf des Untersuchungszeitraums verändern und welche Gemeinsamkeiten und Unterschiede, Annäherungen und Distanzierungen zwischen den einzelnen Akteuren und Akteursgruppen bestehen. Darauf aufbauend wird der Umgang der Akteure mit dem Jobs versus Environment Dilemma aus der Perspektive der Sozialen Ökologie diskutiert und verglichen.
Die Erkenntnisse der Forschungsarbeit legen nahe, dass der gewerkschaftliche Ansatz von Just Transition bzw. "gerechtem" Strukturwandel mit Klima- und Umweltgerechtigkeitskonzepten verknüpft werden muss, um einen umfassenden inter- und intragenerationellen Gerechtigkeitsanspruch zu erfüllen. Damit der Kohleausstieg und weitere Exnovationsprozesse als sozial-ökologische Transformation gestaltet werden können, ist es notwendig, sowohl die aktuelle ökonomische Abhängigkeit von Arbeitenden in betroffenen Branchen zu verstehen als auch den Klimawandel nicht nur als ökologische, sondern auch als soziale und ökonomische Frage anzuerkennen.
Angesichts des fortschreitenden Klimawandels ist eine Abkehr von der Nutzung fossiler Brennstoffe unausweichlich. Dies spiegelt sich nicht zuletzt auch in der politischen Entscheidung zum Ausstieg aus der Kohleverstromung in Deutschland wider, welche neben ökologischen Auswirkungen auch soziale und wirtschaftliche Effekte auf die Gesellschaft im Rahmen des Strukturwandels hat. Begleitet wird dieser Wandel von einer politischen und wirtschaftlichen Debatte, welche bisher in der Literatur noch nicht systematisch analysiert wurde. Folglich ist das erste Ziel der vorliegenden Masterarbeit die Analyse des politischen und wirtschaftlichen Diskurses relevanter Akteure zum deutschen Kohleausstieg. Die Analyse bezieht sich auf zwei ausgewählte Braunkohlereviere: das Rheinische und Lausitzer Revier. Das zweite Ziel der Masterthesis ist es zwei wirtschaftlich vermutlich stark vom Kohleausstieg betroffene Akteure der Region zu analysieren: Die Energieversorger RWE (Rheinisches Revier) sowie LEAG (Lausitzer Revier). Hierfür wurde untersucht, welche potenziellen Auswirkungen die Unternehmensstruktur und -strategie der Energieversorger der Reviere auf den Diskurs und folglich den Strukturwandel haben.
Mittels einer Literaturrecherche wurde zunächst ein Überblick über die Entwicklung und Gründe des Kohleausstiegs in Deutschland sowie dessen Auswirkungen auf den Strukturwandel gegeben. Zudem wurden Unternehmensprofile zu RWE und LEAG mit einem Fokus auf Unternehmensstruktur sowie -strategie erstellt. Es folgte eine Analyse des politischen und wirtschaftlichen Diskurses mittels der Discourse Network Analysis, welcher als ein mixed-method Ansatz die Kombination einer qualitative Inhaltsanalyse mit einer quantitativen Netzwerkanalyse ermöglicht. Hiermit konnte zum einen analysiert werden, welche Themen Bestandteil der jeweiligen regionalen Diskurse sind und zum anderen welche inhaltlichen Positionen die Energieversorger im Diskurs einnehmen. Zudem konnte ausgewertet werden, mit welchen Akteuren die Energieversorger ähnliche sowie konkurrierende Haltungen gegenüber Diskursinhalten aufweisen. Anschließend wurden die Ergebnisse anhand der Erkenntnisse aus der Literaturrecherche zu regionalen soziökonomischen Gegebenheiten der Reviere sowie der jeweiligen Unternehmensstruktur und -strategie in Kontext gesetzt und bewertet.
Ein zentrales Ergebnis dieser Arbeit ist, dass der Diskurs im Rheinisches Revier grundsätzlich optimistischer gegenüber dem Kohleausstieg sowie Strukturwandel geführt wird als im Lausitzer Revier. Ein weiteres zentrales Ergebnis ist, dass RWE im rheinischen Diskurs sehr aktiv ist, im Mittelpunkt der Diskurskoalitionen steht und eine positive Haltung gegenüber den für den Kohleausstieg relevanten Themen einnimmt. Auffällig ist hierbei die besonders hohe diskursive Schnittmenge zwischen RWE und den Grünen NRW. LEAG hingegen befindet sich im Lausitzer Diskurs in einer Braunkohle befürwortenden Koalition und verhält sich allgemein weniger proaktiv zu Themen, die den regionalen Strukturwandel fördern könnten; dem Kohleausstieg steht LEAG generell negativer gegenüber. Der kausale Zusammenhang zwischen der Unternehmensstruktur und -strategie sowie den Auswirkungen auf den jeweiligen regionalen Diskurs konnte mit der vorliegenden Methode nicht vollständig geklärt werden. Allerdings konnte mittels der Discourse Network Analysis die Rolle von RWE und LEAG im Kontext der jeweiligen Diskurse zum Kohleausstieg in Deutschland erstmals systematisch analysiert werden und schlussendlich zu einem besseren Verständnis der politischen Auseinandersetzung rund um den Kohleausstieg auf regionaler Ebene beitragen.
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.
A clear understanding of socio-technical interdependencies and a structured vision are prerequisites for fostering and steering a transition to a fully renewables-based energy system. To facilitate such understanding, a phase model for the renewable energy transition in MENA countries has been developed and applied to the country case of Algeria. It is designed to support the strategy development and governance of the energy transition and to serve as a guide for decision makers.
The analysis shows that Algeria has already taken first steps towards a renewable energy transition. According to the MENA phase model, Algeria can be classified as entering the "Take-Off Renewables" phase. Nevertheless, fossil fuels still play a dominant role in the Algerian energy sector and in the economy as a whole. To support the renewables take-off, strong support is therefore needed at all levels. Only then can the necessary framework conditions be created to encourage participation and to attract investment from the private sector. To this end, a long-term energy strategy should to be developed that takes into account the renewable energy potential to support an efficient transformation of the Algerian energy supply and enables a smooth transition.
This paper argues that, although Japan's and Germany's energy transition paths differ in detail, a trend towards decentralisation is clearly evident in both countries. Based on comprehensive screening, own stocktaking and the results of a stakeholder dialogue, this paper highlights the motivation for different local actors to enter the energy market in both countries. Although there are challenges to success in a market dominated by large energy companies, this paper argues that the benefits to local communities outweigh the efforts. Overall, it is shown that democratisation and the decentralisation of the energy system are suitable to facilitate a successful transformation process in both countries.
Die umfangreiche Quartiersentwicklungsanalyse des Mirker Quartiers in der Wuppertaler Nordstadt liegt nun in einer zweiten, erweiterten und überarbeiteten Version vor. Mittels eines mixed-Methods-Ansatz und auf Basis von Medien-, öffentlichen und selbst erhobenen Daten wird darin ein umfassendes Bild der Quartiersentwicklung von 2007 bis Anfang 2020 gezeichnet.
More and more companies are announcing their intention to become climate-neutral and numerous companies already offer climate-neutral products or services: From climate-neutral parcel delivery to air travel. But what exactly do the companies' net-zero targets mean? Is the target set ambitious? And what role does offsetting play, i.e., purchasing carbon credits that are accounted against the company's own climate target? The approaches behind the proclaimed targets are often difficult to understand. Against this background, this Zukunftsimpuls provides ten recommendations for the definition and implementation of neutrality targets. Among other things, the authors advocate the use of a robust database as the basis for net-zero targets, emphasize the importance of transparent communication, and highlight the role that offsetting should play. Purchased carbon credits should make as limited a contribution as possible for meeting climate targets and should only be used to offset emissions that cannot be reduced or avoided. More generally, net-zero targets should not be made the sole criterion for ambitious climate strategies. Rather, they are a building block of a much more comprehensive strategy of corporate climate action.
Digitale Technologien und Anwendungen tragen dazu bei, gegenwärtige Verfahren, Prozesse und Strukturen zu verbessern (Improve) oder erste Schritte in eine neue Ausrichtung von Geschäftsmodellen oder Rahmenbedingungen zu gehen (Convert). Gleichzeitig muss die Digitalisierung aber auch für einen umfassenden Umbau von Wirtschaft und Wertschöpfung sowie für die ökologische Neuorientierung von Gesellschaft und Lebensstilen wirksam werden (Transform). Gerade diese letzte Wirkungsebene wird entscheidend für den Erfolg des ökologischen Wandels sein und muss stärker in den Fokus der Debatte rücken.
Hier setzt das Projekt "Digitalisierung gestalten - Transformation zur Nachhaltigkeit ermöglichen" an. Innerhalb des Projekts sollen die besonderen Transformationspotenziale der Digitalisierung herausgearbeitet und für Deutschland am Beispiel von drei ausgewählten Handlungsfeldern zu diskutiert werden: 1) Digitale Circular Economy - mit Daten zur Ressourceneffizienz. 2) Intelligente Mobilität im Umweltverbund - vernetzt, attraktiv und klimaschonend. 3) Transparenz für eine nachhaltige Agrar- und Ernährungswende.
Diese Studie ist der Startpunkt des Projekts. In dieser skizzieren die Forschenden die Potenziale der Digitalisierung als eine Erfolgsvoraussetzung für den ökologischen Systemwandel in den genannten Bereichen.
The first step of complete transformation will be utilizing digital technologies and applications to improve current procedures, processes, and structures (Improve). Next, complete digitalisation will pave the way for new business models and framework conditions (Convert). Finally, comprehensive transformation of the economy and value creation will ensure the effective reorientation of society and lifestyles towards sustainability (Transform). This last step is critical for a successful ecological transformation, or a "green transformation", must be placed front and centre during international debate.
Through this report, we aim to highlight and discuss the opportunities that digitalisation can bring to Germany. In particular, we will discuss three exemplary areas of ecological transformation where action is necessary: 1) A digital and circular economy that uses data to increase resource efficiency. 2) Intelligent, sustainable mobility that connects us in eco-friendly ways. 3) Transparent transitions towards sustainable food chains and agriculture.
This report represents the first phase of the Shaping Digital Transformation project. In this report, we will outline the framework of our project to create a starting point for further debates.
The rising popularity and strong increase in the number of electric bicycles make it necessary to consider the built-in resources as well as possible treatments after the use phase. The time lag between the purchase and the occurrence of relevant defects suggests significant increases in defective components. Especially the great dynamics of the market due to regular innovations, product renewals, and the lack of spare parts availability for older models make the long-term use by customers much more difficult than for conventional bicycles. Therefore, it is necessary to analyze circular business models for the electric bicycle market. In this way, the required structures for a sustainable electric bicycle industry can be created so that valuable materials do not go into disposal but undergo a new use phase. Based on the results of "AddRE-Mo-Value Preservation Scenarios for Urban Electromobility of Persons and Loads through Additive Manufacturing and Remanufacturing," a research project funded by the German Federal Ministry of Education and Research, this paper addresses four circular business models, two sales models, and two service models. The guiding research interest of this paper is the combination of remanufacturing and additive manufacturing from a business model perspective, analyzing the extent to which additive remanufacturing can be considered a solution for electric bicycles' circularity. After describing the approach and methods used to develop these four circular business models the business models are described and analyzed using the Business Model Canvas. Based on this analysis, it is shown that the combination of remanufacturing and additive manufacturing can be applied to the electric bicycle market and be integrated into both sales and service models. The description of these business models will help managers design viable business models in the context of sustainable electric bicycles. It also shows that the individual partners within the value chain must collaborate more closely. In the electric bicycle industry, a single company will probably not be able to close the product cycle completely. Further research is needed to develop concepts of the business models and examine their practical feasibility in technical and organizational operations to achieve a circular economy.
In dem vorliegenden Beitrag analysieren Maike Venjakob und Oliver Wagner die Verteilungswirkungen steigender Energiekosten auf private Haushalte. Sie betrachten dafür die Kosten für Strom, Heizenergie und Kraftstoffe. Sie vergleichen auch die Auswirkungen des CO2-Preises und verschiedene Maßnahmen für eine soziale Ausgestaltung, wie beispielsweise eine Pro-Kopf-Pauschale (auch Klimadividende, Klimabonus oder Energiewendebonus genannt), die in gleicher Höhe an alle Bürger*innen ausgezahlt wird. Ganz wesentlich wird sich die tatsächliche Belastung daran bemessen, inwieweit in den nächsten Jahren klimafreundliche Alternativen, beispielsweise in der Mobilität oder bei der Wärmeversorgung, geschaffen werden. Im Rahmen einer Kurzanalyse wird deshalb beleuchtet, mit welchen zusätzlichen Belastungsfaktoren für private Haushalte durch die Einführung der CO2-Bepreisung von Heizenergie und Kraftstoffen in den kommenden Jahren zu rechnen sein wird und welche Ausgleichsmechanismen soziale Härten zielgenau verhindern können.
Der Regionalverband Ruhr (RVR) legte nach 2017 zum zweiten Mal seinen "Bericht zur Lage der Umwelt in der Metropole Ruhr" vor. Die aktuelle Analyse, die das Wuppertal Institut erstellte, beschreibt die Umwelt- und Lebenssituation im Ruhrgebiet anhand von 20 ausgewählten Indikatoren. Das Fazit der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler: Es wurde bereits viel erreicht, jedoch nehmen der globale Klimawandel und seine Auswirkungen exponentiell an Tempo zu und betreffen alle Bereiche des menschlichen Lebens. Extreme Trockenperioden, Hitzewellen oder anhaltende Starkregenereignisse mit Überflutungen in bisher nicht gekannten Ausmaßen stellen auch das Ruhrgebiet vor neue und akute Herausforderungen.
Es wurde ein systematisches Aktivitäten-Monitoring zur nationalen und internationalen Umsetzung von SDG 12 "Nachhaltige Konsum- und Produktionsmuster sicherstellen" durch Deutschland aufgebaut. Damit soll der Umsetzungsstand zum SDG 12 erfasst und Handlungsoptionen abgeleitet werden. Der Umsetzungsstand ist in einer nutzerfreundlichen Datenbank aufbereitet. Die Inhalte der Datenbank fließen in internationale Reporting-Prozesse ein. Darüber hinaus wurden vom Projektteam Indikatoren zum nachhaltigen Konsum und zu nachhaltiger Produktion auf ihre Eignung als Indikatoren für die Unterziele von SDG 12 geprüft und auf dieser Basis Impulse zur Weiterentwicklung des bestehenden nationalen Indikatoren-Systems generiert.
Mit dem Ziel, das Kunststoffrecycling weiter zu steigern, wurden in diesem Vorhaben die Verfahren und Prozesse der werkstofflichen Verwertung von Kunststoffabfällen in den Blick genommen - von der Sortierung über die Aufbereitung bis hin zu einem erneuten Einsatz in der Produktion. Ausgehend von der Beschreibung des Standes der Technik wurden mögliche, innovative technische Optimierungspotenziale identifiziert und dargestellt, die zur Verbesserung der Rezyklatqualitäten und ihren Einsatzmöglichkeiten in Neuprodukten beitragen können. Für eine Bewertung der Umweltwirkungen der technischen Innovationen im Vergleich zum Stand wurden ökobilanzielle Berechnungen vorgenommen.
Städte und Kommunen mussten in den vergangenen Jahren einiges aushalten: eine weltweite Corona-Pandemie, Feuerkatastrophen wie in den USA sowie Hochwasser-Katastrophen wie in Deutschland. Das sind auch Folgen des menschen-gemachten Klimawandels, auf die Städte sich in Zukunft besser vorbereiten müssen. Denn gerade die Hochwasser-Katastrophe im Juli 2021 hat gezeigt, wie wenig Kommunen auf solche Ereignisse eingerichtet sind. Dieses Impulspapier zeigt, wie Städte resilienter, nachhaltiger und zukunftsfähiger werden können.
Resilient, sustainable and ready for the future : guidelines for urban development of tomorrow
(2021)
Cities and municipalities have had to endure a great deal in recent years, including a global coronavirus pandemic, fire disasters in the US and devastating floods like those in Germany. These are also consequences of anthropogenic climate change, and cities have to be better prepared for such events in future. In particular, the cata-strophic flooding Germany experienced in July 2021 demonstrated how ill-equipped municipalities are for this type of incident. In this paper, we look at how cities can become more resilient, sustainable and ready for the future.
Transformation zur "Grünsten Industrieregion der Welt" - aufgezeigt für die Metropole Ruhr : Studie
(2021)
Industrieregionen stehen vor besonderen Herausforderungen für eine nachhaltige und klimagerechte Entwicklung, sie müssen zu "grünen Industrieregionen" werden. Doch was macht eine "grüne Industrieregion" überhaupt aus? Die vorliegende Studie des Wuppertal Instituts verdeutlicht, worauf es besonders ankommt, wie Fortschritte gemessen werden können und welche Maßnahmen die erforderliche Transformation beschleunigen können. Das Autorenteam schätzt die Vorreiterpotenziale der Metropole Ruhr für sieben Indikatoren ein, die besonders deutlich bei der Umweltwirtschaft und der Entwicklung der Grün- und Erholungsflächen herausstechen.
An important instrument to enhance the market uptake of energy-efficient new buildings and the energy-efficient renovation of existing buildings in the European Union (EU) are the Energy Performance Certificates (EPC). However, their implementation and use has varied between EU Member States. The European Commission has therefore provided funding to a number of Horizon2020 projects to develop next-generation EPC schemes.
One of these is the QualDeEPC project, aiming to both improve quality and cross-EU convergence of EPC schemes, and particularly the link between EPCs and deep renovation. The objective of the project is to improve the practical implementation of the assessment, issuance, design, and use of EPCs as well as their renovation recommendations, in the participating countries and beyond.
This paper presents the policy proposals and concepts for tools that the QualDeEPC project has developed as priorities for enhanced EPC schemes:
- Improving the recommendations for renovation, which are provided on the EPCs, towards deep energy renovation
- An online tool for comparing EPC recommendations to deep energy renovation recommendations
- Creating Deep Renovation Network Platforms (One-stop Shops plus networking and joint communication of supply-side actors)
- Regular mandatory EPC assessor training (on assessment and renovation recommendations) required for certification/accreditation and registry
- Achieving a high user-friendliness of the EPC
- Voluntary/mandatory advertising guidelines for EPCs
- Improving compliance with the mandatory use of EPCs in real estate advertisements
The paper will focus on the aspects related to improving the impact of EPCs for stimulating deep renovation. It will also present lessons learnt from the discussion with stakeholders at national and European workshops and from the testing of the proposals and tools in around 100 buildings, as well as from the first steps of their country-specific adaptation.
In dieser Studie werden detailliert dargestellt: die Verwendung von Kunststoffprodukten und Möglichkeiten des Rezyklateinsatzes im Baubereich, verwendete Kunststoffmengen, Rücknahmesysteme, Verwertungstechniken, aktueller Rezyklateneinsatz und Bauproduktverpackungen aus Kunststoff. Potentiale zur Steigerung des hochwertigen Rezyklateinsatzes wurden identifiziert und bestehende Hürden und Handlungsoptionen für Politik und Wirtschaft dargestellt. Aktueller Rezyklateinsatz sowie technische und mengenmäßige Potentiale sind stark abhängig vom Einsatzbereich der Kunststoffe. Die größten Hürden für einen Rezyklateinsatz sind dabei Produktlebensdauer, Rückbaufähigkeit und technische Anforderungen.
A clear understanding of socio-technical interdependencies and a structured vision are prerequisites for fostering and steering a transition to a fully renewables-based energy system. To facilitate such understanding, a phase model for the renewable energy (RE) transition in the Middle East and North Africa (MENA) countries has been developed and applied to the country case of Tunisia. It is designed to support the strategy development and governance of the energy transition and to serve as a guide for decision makers.
The analysis shows that Tunisia has already taken important steps towards a RE transition. According to the MENA phase model, Tunisia can be classified as being in the "Take-Off Renewables" phase. Nevertheless, natural gas still plays the dominant role in Tunisia's highly subsidised electricity generation. In addition to the elevated political uncertainty, there are numerous structural, political, social, and economic challenges within the energy sector that hinder progress in the transition to REs.
Strong support at all levels is needed to promote the breakthrough of RE. This includes more detailed long-term planning and improving the regulatory framework, as well as reducing offtaker risks to improve the bankability of RE projects in order to attract private investment. Furthermore, institutional buy-in needs to be increased and the engagement of key non-state stakeholders must be strengthened.
In light of the growing domestic energy demand and with the on-going global decarbonisation efforts in favour of sustainable fuels, Tunisia would be well advised to embark on a sustainable energy path sooner rather than later to seize economic opportunities that can arise from RE development.
A main goal of this study - which also functions as deliverable 210078-D07 of the Circular Economy Beacons (CEB) project - is to evaluate currently available frameworks that measure and operationalise Circular Economy (CE), with a particular focus on the urban context. The regional focus lies on the Western Balkan region, which is at the centre of the project. Such "Urban Circularity Hotspot Frameworks" (UCHF) aim at providing decision support for policy makers, companies, citizens etc. regarding the transition to CE within cities. Based on the analysis of different frameworks, suggestions are derived regarding UCHF suitable for the specific characteristics of Western Balkan municipalities, i.e. a Circular Economy Beacons Urban Circularity Hotspot Framework (CEB-UCHF) ready for short-term implementation.
By applying a phase model for the renewables-based energy transition in the MENA countries to Israel, the study provides a guiding vision to support the strategy development and steering of the energy transition process.
The transition towards a renewable-based energy system can reduce import dependencies and increase the energy security in Israel.
Key issues that need to be tackled in order to advance the energy transition in Israel are the expansion of flexibility options, discussion on the long-term role of natural gas, increasing participation and awareness, and exploring the future role of power-to-X in the energy system.
Dominant agricultural and food systems lead to continuous resource depletion and unacceptable environmental and social impacts. While current calls for changing agrifood systems are increasingly framed in the context of sustainability transitions, they rarely make an explicit link to transition studies to address these systemic challenges, nor do transition scholars sufficiently address agri-food systems, despite their global pertinence. From this viewpoint, we illustrate several gaps in the agri-food systems debate that sustainability transition studies could engage in. We propose four avenues for research in the next decade of transition research on agri-food systems: 1) Crossscale dynamics between coupled systems; 2) Social justice, equity and inclusion; 3) Sustainability transitions in low- and middle-income countries; 4) Cross-sectoral governance and system integration. We call for a decade of new transition research that moves beyond single-scale and sector perspectives toward more inclusive and integrated analyses of food system dynamics.
Seitdem Einweg-Plastikartikel wie Kunststofftüten und Strohhalme verboten wurden, sind Straßen und Strände sauberer geworden. Zudem wurde auch die öffentliche Diskussion über nachhaltigen Konsum intensiviert. Die Gesamtmenge an Kunststoff-Abfällen ließ sich mit "Plastikverboten" hingegen nicht signifikant reduzieren. Zu diesem Ergebnis kommt der vorliegende Polyproblem-Report der gemeinnützigen Röchling Stiftung und des Beratungshauses Wider Sense in Zusammenarbeit mit dem Wuppertal Institut. Die Autor*innen haben die Wirkung staatlicher Verbote von Einweg-Plastikprodukten unter die Lupe genommen und die Erfahrungen aus Deutschland, Kenia und Kalifornien analysiert.
Die aktuellen Berichte des Weltklimarates (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) und des International Resource Panel zeigen erneut die Dringlichkeit einer umfassenden sozial-ökologischen Transformation auf. Das bedeutet, dass die Umsetzung der "Agenda 2030", welche im Jahr 2015 durch die Vereinten Nationen beschlossen wurde, als ein international geltendes Maßnahmenprogramm zur Umsetzung einer nachhaltigen Entwicklung gesetzt und ihr ein zentraler politischer Stellenwert zugeordnet werden muss. Das SDG 12 "Nachhaltige Konsum- und Produktionsmuster sicherstellen" setzt die besondere Rolle nachhaltiger Produktions- und Konsummuster als Ausgangspunkt für eine Klima- und Ressourcenwende und Generationen- sowie soziale Gerechtigkeit.
Der Zukunftsimpuls formuliert zehn Botschaften zur Umsetzung von SDG 12 "Nachhaltige Konsum- und Produktionsmuster sicherstellen" als Ausgangspunkt einer großen Transformation. Es beleuchtet kurz und knapp vielfältige Handlungsvoraussetzungen als auch Akteurinnen und Akteure, die relevant für die Verwirklichung einer nachhaltigen Zukunft sind.
Der Zukunftsimpuls thematisiert unter anderem die Vorbildfunktion des Staates, die Chancen, die sich auf kommunaler Ebene bieten und die internationale Perspektive, welche sich durch globale Kooperationen und stetigen Wissens- und Erfahrungsaustausch auszeichnen sollte. Ein weiterer Fokus liegt auf nachhaltiger Produktion und nachhaltigem Konsum. Dies lässt sich durch die Stärkung des Nachhaltigkeitsbewusstseins und der -kompetenz sowie der Schaffung von ausreichend Gelegenheiten erreichen, damit einer dynamisch wachsenden Gruppe nachhaltiges Produzieren und nachhaltiger Konsum ermöglicht wird. Ziel ist daher die Bildung eines politischen und gesetzlichen Rahmens, welcher nachhaltige Lebensstile als auch nachhaltige Produktions- und Dienstleistungssysteme begünstigt, fördert und als Daseinsvorsorge sieht. Um die Entwicklung und Fortschritte zu sichern, bedarf es neuer Indikatoren und regelmäßiger Monitorings, die Handlungslücken in Realzeit aufdecken und das Schließen der Lücken ermöglichen. Die Umsetzung des SDG 12 benötigt einen Rahmen, der von Politik, Wirtschaft und Gesellschaft getragen wird.
The transition to a greener and more circular economy has been a European policy priority for several years. The Circular Economy Action Plan of 2020 underlines the ambition. The following EEA initiatives are meant to support the transition process:
- Bellagio Process on circular economy monitoring principles (EPA network);
- Enhancement of EEA indicators on circular economy (ETC/WMGE);
- Explorative work on novel data streams (FWC);
- Co-creation work - knowledge sharing of monitoring experience (ETC/Eionet).
The scope of the present task was to report on the co-creation process that was undertaken at the end of 2020. The co-creation process was organised to identify:
(i) best practices on monitoring strategies, data sources and target setting; and
(ii) areas of circularity measuring and monitoring that remain challenging and require additional investment.
The co-creation process partially built on the work done during the Bellagio Process/Initiative which was run in parallel. This ETC report presents and documents the evidence gathered throughout the co- creation process as well as providing a retrospective analysis of the links to the Bellagio Principles.
Ohne die Transformation unserer Wirtschaft in eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft werden wir die planetaren Grenzen weiter überschreiten, die Klimaziele verfehlen und die Ökosysteme schädigen. Deutschlands Politik hat sich in einem Flickenteppich aus Strategien und Gesetzen verfangen, aus dem eine echte Kreislaufwirtschaft nicht in der notwendigen Geschwindigkeit hervorgehen kann. Der Versuch, einer verschwenderischen Wirtschaft allein mit den Mitteln des Abfallrechts beizukommen, kann nicht glücken.
Nötig ist vielmehr eine ganzheitliche, übergeordnete deutsche Kreislaufwirtschaftsstrategie mit ambitionierten nationalen Zielen. Das vorliegende Papier will zeigen, was sich konkret verändern muss und welche Hebel es braucht, um die Kreislaufwirtschaft signifikant voranzubringen.
Es ist Zeit zu handeln. Innovative Ideen, Konzepte und Forderungen liegen auf dem Tisch. Sie machen es möglich, Deutschland auf eine zirkuläre Zukunft auszurichten, Rohstoffe und Materialien konsequent im Kreislauf zu führen und der Wirtschaft Planungssicherheit zu geben. Kreislaufwirtschaft ist Zukunftswirtschaft. Sie muss Kernthema einer neuen Regierung werden.
A clear understanding of socio-technical interdependencies and a structured vision are prerequisites for fostering and steering a transition to a fully renewables-based energy system. To facilitate such understanding, a phase model for the renewable energy (RE) transition in the Middle East and North Africa (MENA) countries has been developed and applied to the country case of Jordan. It is designed to support the strategy development and to serve as a guide for decision-makers.
The analysis shows that Jordan has taken essential steps towards a RE transition. According to the MENA energy transition phase model, Jordan can be classified as being in a transitional stage between the first phase, "Take-Off Renewables", and the second phase, "System Integration". However, fossil fuels continue to play a dominant role in the Jordanian energy sector, and the fluctuating world market prices for fossil fuels impact the economy.
The expansion of domestically produced RE could significantly contribute to reducing Jordan's high imports of fossil fuels. This simultaneously increases energy security and reduces the trade deficit. To move towards a sustainable energy system, Jordan needs to embrace comprehensive flexibility measures. These include developing storage options, improving load management, upgrading the existing grid infrastructure, enhancing energy efficiency, exploring the electrification of end use sectors, and creating strong cooperation between stakeholders.
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.
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.
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.
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.
Wissenschaft und Bildung sind zentrale Felder und ein Hebel für eine nachhaltige Entwicklung. Mit dem neu entwickelten studentischen Lehr- und Lernformat "Transformative Innovation Lab" - kurz TIL - sollen Studierende dazu befähigt werden, selbstständig transformativ zu forschen. Dazu entwickelten und testeten die Forschenden unter Leitung des Wuppertal Instituts im Projekt "Entwicklung, Erprobung und Verbreitung neuer Qualifizierungsangebote für "Change Agents" zu transformativem Lernen am Beispiel Reallabore" (EEVA) das neue Lernkonzept. Die detaillierten Ergebnisse und zahlreiche Tipps zur Umsetzung haben die Projektbeteiligten in dem vorliegenden Praxis-Handbuch zusammengefasst, das sich an Lehrpersonen sowie weitere Multiplikatorinnen und Multiplikatoren richtet.
Die Grundstoffindustrie ist ein Pfeiler des Wohlstands in Deutschland, sie garantiert Wertschöpfung und sorgt für über 550.000 hochwertige Arbeitsplätze. Im Ausland steht Made in Germany für höchste Qualität und Innovationsdynamik. Aber: Trotz Effizienzsteigerungen sind die Emissionen der Industrie in den letzten Jahren nicht gefallen und durch die nationalen und internationalen Klimaschutzziele steigt der Druck. Die zentrale Frage lautet daher: Wie kann die Grundstoffindustrie in Deutschland bis spätestens 2050 klimaneutral werden - und gleichzeitig ihre starke Stellung im internationalen Wettbewerbsumfeld behalten?
Agora Energiewende und das Wuppertal Institut haben im Rahmen dieses Projekts in zahlreichen Workshops mit Industrie, Verbänden, Gewerkschaften, Ministerien und der Zivilgesellschaft die Zukunft für eine klimaneutrale Industrie diskutiert und einen Lösungsraum aus technologischen Optionen und politischen Rahmenbedingungen skizziert. In den Workshops wurde deutlich: Die Industrie steht in den Startlöchern, die Herausforderung Klimaschutz offensiv anzugehen. Die fehlenden Rahmenbedingungen und der bisher unzureichende Gestaltungswille der Politik, innovative Instrumente umzusetzen, hindern sie jedoch voranzugehen.
Es ist höchste Zeit, dass sich das ändert. Denn jede neue Industrieanlage muss klimasicher sein - schließlich hat sie eine Laufzeit bis weit über das Jahr 2050 hinaus. Diese Publikation soll einen Beitrag dazu leisten, richtungssicher investieren zu können.
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.
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.
Wie können Menschen befähigt werden, ihr Lebensumfeld entsprechend den eigenen Bedürfnissen und Wertvorstellungen zu gestalten? Das war die zugrunde liegende Fragestellung des Dortmunder Projekts "Psychologisches und kommunales Empowerment durch Partizipation im nachhaltigen Stadtumbau" (DoNaPart).
Im Zentrum des Projekts stand die Initiierung eines urbanen Reallabors in dem Soziale Stadt Programmgebiet Westerfilde/Bodelschwingh, innerhalb dessen ein nachhaltiger Transformationsprozess in den Bereichen Energie, Mobilität und Konsum entworfen und durchgeführt wurde.
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.
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.
Die in Paris Ende 2015 beschlossene Vereinbarung gibt das Ziel vor, die Erderwärmung bis 2100 auf deutlich unter 2 Grad Celsius zu begrenzen, möglichst aber auf unter 1,5 Grad Celsius. Die vorliegende Studie setzt sich mit der Frage von Fridays for Future Deutschland auseinander, welche Dimension von Veränderungen im deutschen Energiesystem erforderlich wären, um einen angemessenen Beitrag für das Erreichen der 1,5-Grad-Grenze leisten zu können. Nach Abschätzung des Weltklimarates, dem Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), lassen sich mit dieser Temperaturgrenze die Risiken und Auswirkungen des Klimawandels gegenüber einer stärkeren Erderwärmung erheblich verringern.
Die Autorinnen und Autoren haben dabei den Budgetansatz des Sachverständigenrats für Umweltfragen (SRU) der Bundesregierung zugrunde gelegt. Um das 1,5-Grad-Ziel mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 Prozent zu erreichen, ist das Restbudget an damit verträglichen Treibhausgasemissionen eng begrenzt. Für Deutschland bleibt gemäß des Sachverständigenrats für Umweltfragen ab dem Jahr 2020 noch ein Restbudget von 4,2 Gigatonnen CO2. Dabei geht der Sachverständigenrat von der Annahme aus, dass auf globaler Ebene jedem Menschen für die Zukunft ein gleiches Pro-Kopf-Emissionsrecht zugestanden werden soll. Mit dieser Klimaschutzvorgabe geht er deutlich weiter als die aktuellen politischen Vorgaben der Europäischen Union und der Bundesregierung, die diese für sich aus den Pariser Klimaschutzvereinbarungen ableiten.
Die vom SRU formulierte Zielmarke lässt sich einhalten, wenn das Energiesystem (Energiewirtschaft, Industrie, Verkehr und Gebäudewärme) bis zum Jahr 2035 CO2-neutral aufgestellt wird und die Emissionen insbesondere in den nächsten Jahren bereits überproportional stark gesenkt werden können.
Die vorliegende Studie untersucht die technische und in gewissem Maße auch die ökonomische Machbarkeit einer Transformation zur CO2-Neutralität bis 2035. Ob sich dieses Ziel jedoch tatsächlich realisieren lässt, hängt auch maßgeblich von der gesellschaftlichen Bereitschaft und einem massiven politischen Fokus auf die notwendige Transformation ab. Die Studie gibt somit Aufschluss darüber, inwiefern es grundlegende technologische und wirtschaftliche Hindernisse für die CO2-Neutralität 2035 gibt; nicht jedoch ob die Umsetzung realpolitisch tatsächlich gelingen kann bzw. was dafür im Einzelnen getan werden muss. Neben den technischen und ökonomischen Herausforderungen einer Transformation hin zu CO2-Neutralität bestehen zentrale Herausforderungen auch in institutioneller und kultureller Hinsicht, zum Beispiel bei Themen wie der Akzeptanz für einen starken Ausbau von Erneuerbaren-Energien-Anlagen und von Energieinfrastrukturen oder hinsichtlich der Notwendigkeit eines deutlich veränderten Verkehrsverhaltens.
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.
Innerhalb des Projekts TFE-NRW bewertete das Wuppertal Institut den Forschungsbedarf für Energiewende-Technologien in Nordrhein-Westfalen. Ziel war es herauszufinden, welche Technologien und Forschungsbereiche im Rahmen der Energieforschung für Nordrhein-Westfalen (NRW) einen besonders hohen Stellenwert in Relation zur Bewertung für Deutschland haben könnten und für die eine besondere Unterstützung innerhalb der Energieforschung gerechtfertigt erscheint. Dabei sollten die speziellen Anforderungen des Bundeslandes berücksichtigt werden.
Betrachtet wurden 31 Technologiefelder aus den Bereichen erneuerbare Energien, konventionelle Kraftwerke, Infrastruktur, Technologien für die Sektorenkopplung (Power-to-X, P2X), energie- und ressourceneffiziente Gebäude, Energie- und Ressourceneffizienz in der Industrie und integrative Aspekte, die mithilfe eines Kriterienrasters qualitativ bewertet wurden.
Prepaid-Strom per Smartphone
(2020)
Prepaid-Stromzähler sind in Deutschland noch selten, bieten jedoch zukünftig einen interessanten Markt. Vor allem kleinere Anbieter, aber auch erste Regionalversorger kombinieren die Megatrends Digitalisierung und Energiewende und kreieren daraus neue Dienstleistungen. Zusammen mit IT-Firmen entwickeln sie daraus neue Geschäftsideen, die auch hinsichtlich sozialer Aspekte hohen Anforderungen genügen. Der Rollout von Smart Metering-Lösungen eröffnet zukünftig noch größere Chancen, durch Echtzeit-Datenerfassung den Energieverbrauch und damit auch Einsparpotenziale transparent zu machen. Hochaufgelöste Daten ermöglichen innovative Dienstleistungen und bringen die Kundenbeziehung auf eine neue Ebene.
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.
Given that over 50% of Myanmar's urban inhabitants and nearly 75% of the rural population lack access to adequate electricity, the country's development agenda includes electrification as a key policy goal. The government's National Electrification Project (NEP) aims to reach 100% household electrification by 2030. To achieve this ambitious target, the government of Myanmar has established a set of strategic electrification priorities. The primary focus is to electrify the country through extension of the national grid and construction of large power plants based on fossil fuels and renewable energy.
For decades, decentralised energy solutions have played a niche role in Myanmar's electrification journey. Local developers have constructed thousands of nominal "mini-grids", powered by a range of sources, including water, diesel, and solar. With the support of local communities, these initiatives provide positive stimuli for the social and economic development of villages across the country. To achieve its electrification goals, the NEP includes a segment to promote the development of new mini-grids through a set of subsidies and private sector cooperation initiatives. These target remote regions, which are difficult to electrify through extension of the main grid.
This report takes an in-depth look at decentralised electrification through community-based mini-grids with a focus on renewable energy. The aim is to provide insights into the potential role of sustainable electrification and to identify both enabling and limiting factors related to the institutional and policy landscape (macro), as well as the local conditions (micro). It also aims to explore whether the cooperative model is a suitable organisational framework for the operation of mini-grids in Myanmar. The results of the study will help to inform policymakers and supporters of decentralised electrification about the potential role for cooperatives and provide ways to improve the operating environment for sustainable, community-based mini-grids.
Nachhaltige Lieferketten : global kooperative Regionalwirtschaften für Wohlstand und Resilienz
(2020)
Zwei Drittel des heutigen Welthandels gründen auf globalen Wertschöpfungsketten und Versorgungsnetzen. Rein regionalwirtschaftlich organisierte Lieferketten haben in den letzten Jahrzehnten an Bedeutung verloren. Die Auswirkungen dieser globalisierten Strukturen sind vielfältig: Zum einen haben sie beschäftigungsfördernde Effekte und wirken wohlstandsstiftend. Zum anderen existieren entlang der Lieferketten extreme soziale, ökologische und ökonomische Schieflagen.
Die COVID-19-Pandemie zeigt in erheblichem Maße, wie fragil bestehende Lieferkettensysteme sind. Der Lockdown unterbricht noch immer komplexe Lieferketten und viele Probleme der bestehenden Produktions- und Konsumweise verschärfen sich weiterhin. COVID-19 ist ein Beispiel einer der möglichen Krisen, welche die globalen und vernetzten Wertschöpfungsketten kurzfristig erschüttern kann. Andere Krisen entwickeln sich schleichender und damit weniger schnell erkennbar, wie etwa der globale Klimawandel. So unterschiedlich sie sind, haben die Krisen eines gemein: Sie zeigen die Verletzlichkeit globaler Gesellschafts- und Wirtschaftsstrukturen auf und verdeutlichen die Wirkungen globalen Handels auf die Regionen und Menschen der Welt.
Die globale Nachhaltigkeitsstrategie setzt genau hier an - sie zielt darauf ab, Unterschiede und Ungleichheit in Chancen und Lebensqualität grundlegend zu vermindern. Deshalb sollte die Umsetzung der Nachhaltigkeitsziele auf internationaler, nationaler und regionaler Ebene eine Antwort auf solche Krisen sein. Da durch die Covid-19-Pandemie zeitgleich die komplette Welt in eine Umbruchsituation gedrängt wurde, bietet die Reaktion darauf an, Nachhaltigkeit als zentrale politische Resilienz-Strategie zu nutzen.
Im Zuge der Corona-Pandemie flammte die Diskussion um resiliente Kommunen auf. Diese sollten sich stärker an regional- und kreislaufwirtschaftlichen Ansätzen orientieren, um angesichts solcher Pandemien die Versorgung weiterhin gewährleisten zu können. So wichtig und richtig die Entwicklung eigener regionalwirtschaftlicher und kreislauforientierter Ansätze im Kern ist, so wenig resilient ist es, wenn deren Entwicklung nicht unter globaler und nachhaltiger Perspektive erfolgt. Ziel sollten menschengerechte, nachhaltige und transparente Lieferketten sein, die auch bei plötzlich veränderten Rahmenbedingungen und Krisen richtungssicher die Versorgungssicherheit zur Deckung von Grundbedürfnissen und Daseinsvorsorge sicherstellen können.
Das vorliegende Diskussionspapier zeichnet als Zukunftsszenario global kooperative, kreislauforientierte Regionalwirtschaften, die weltweite Ungleichheiten in Chancen und Lebensqualität grundlegend vermindern und dabei gleichsam die natürlichen Lebensgrundlagen dauerhaft bewahrt werden.
The German Energiewende is a deliberate transformation of an established industrial economy towards a nearly CO2-free energy system accompanied by a phase out of nuclear energy. Its governance requires knowledge on how to steer the transition from the existing status quo to the target situation (transformation knowledge). The energy system is, however, a complex socio-technical system whose dynamics are influenced by behavioural and institutional aspects, which are badly represented by the dominant techno-economic scenario studies. In this paper, we therefore investigate and identify characteristics of model studies that make agent-based modelling supportive for the generation of transformation knowledge for the Energiewende. This is done by reflecting on the experiences gained from four different applications of agent-based models. In particular, we analyse whether the studies have improved our understanding of policies' impacts on the energy system, whether the knowledge derived is useful for practitioners, how valid understanding derived by the studies is, and whether the insights can be used beyond the initial case-studies. We conclude that agent-based modelling has a high potential to generate transformation knowledge, but that the design of projects in which the models are developed and used is of major importance to reap this potential. Well-informed and goal-oriented stakeholder involvement and a strong collaboration between data collection and model development are crucial.
Autowerke stellen ihre Produktion ein, die Börse stürzt ab, überall sieht man leere Straßen und Cafés und plötzlich ist Homeoffice für einen Großteil der arbeitenden Bevölkerung in Deutschland die Empfehlung oder gar eine Vorgabe. Die Corona-Pandemie bestimmt unseren derzeitigen Alltag und trifft Deutschland, Europa und die Welt zu einer Zeit, in der es ohnehin eine Vielzahl an gewaltigen Herausforderungen zu lösen gilt. Wirtschaftliche Hilfen sind während und im Nachgang einer solchen Krise unerlässlich, primär gilt aber die Konzentration auf die Verhinderung der ungebremsten Ausbreitung der Pandemie und auf die Begrenzung der gesundheitlichen Folgen. Zur Überwindung der langfristigen wirtschaftlichen Folgen derart disruptiver Entwicklungen sind Konjunkturprogramme und strukturelle Hilfen ein probates Mittel. Sie dürfen aber nicht nach dem "Gießkannenprinzip" verteilt werden, finanzielle Unterstützung muss zukunftsgerichtet für dringend notwendige Investitionen erfolgen. Ziel muss sein, damit erforderliche nachhaltige Transformationsprozesse innerhalb unserer Wirtschaft und Gesellschaft wie den Klimaschutz voranzutreiben. Die Vorbereitungen dazu müssten jetzt schon getroffen werden, sagen Manfred Fischedick und Uwe Schneidewind. Welche Kriterien und Maßnahmen es dafür braucht, zeigt ihr vorliegendes Diskussionspapier.
Die Wirtschaftsleistung von Deutschland ist durch die Corona-Pandemie stark beeinträchtigt. Um die Wirtschaft zu beleben, einigten sich die Regierungsparteien am 3. Juni 2020 in ihrem Koalitionsausschuss auf ein "Konjunktur- und Krisenbewältigungspaket" sowie ein "Zukunftspaket" in Höhe von insgesamt 130 Milliarden Euro. Für 2020 und 2021 sind fast 60 Maßnahmen vorgesehen, die von steuerlichen Vergünstigungen bei der Mehrwertsteuer bis hin zu konkreten Investitionen in Zukunftstechnologien reichen. Mit Blick auf den Klimaschutz beinhaltet das Maßnahmenpaket der Großen Koalition zwar gute Ansätze und viele wichtige Impulse, die allerdings zu verpuffen drohen, wenn sie nicht durch eine konsequente und nachhaltig ausgerichtete Klimapolitik flankiert werden. Zudem fehlen für den Klimaschutz wichtige Bereiche, wie Investitionen in die Kreislaufwirtschaft. Außerdem werden Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz nur unzureichend berücksichtigt. Gerade in diesen Bereichen hätten sich konjunkturbelebende Effekte und Klimaschutz in idealer Form ergänzen können, kritisiert das Wuppertal Institut. Dieses Diskussionspapier reagiert auf die vorliegenden Vorschläge und fasst zusammen, welche Maßnahmen im Rahmen der jetzt anstehenden Umsetzungsphase nachgebessert werden sollten und wo Ergänzungen notwendig sind.
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.
Das im Auftrag des Umweltschutzamts Kiel entwickelte Zero-Waste-Konzept zeigt anhand eines umfangreichen Handlungsplans, wie Kiel zur "Zero Waste City" werden kann. Das Konzept ist die Basis für eine Zertifizierung als "Zero Waste City" - eine Auszeichnung, die der europäische Verein Zero Waste Europe vergibt. Nachdem im Jahr 2007 die italienische Gemeinde Capannori zur ersten "Zero Waste City" in Europa erklärt wurde, haben sich knapp 400 europäische Gemeinden dieser Bewegung angeschlossen.
Für das Kieler Zero-Waste-Konzept stellten die Forschenden insgesamt 20 konkrete Ziele auf, die helfen, Abfall zu reduzieren, die Wiederverwendung von Produkten zu steigern und die Abfalltrennung zu verbessern. Kiels ambitioniertes Ziel: Die Stadt will die Maßnahmen, die innerhalb des Zero-Waste-Konzepts ermittelt wurden, zwischen 2025 und 2050 umsetzen und bis 2035 die Gesamtabfallmenge pro Kopf und Jahr durchschnittlich um 15 Prozent senken, die Haus- und Geschäftsabfälle - also Restabfälle - bis zum Jahr 2035 halbieren und langfristig auf 50 Kilogramm pro Kopf und Jahr reduzieren.
Decarbonizing transportation in emerging economies will be one of the key challenges in global climate change mitigation efforts. In this paper, pathways are developed towards achieving a 1.5° degree scenario for land-transport for four emerging economies (Brazil, India, Kenya and Vietnam). The aim is to highlight the key opportunities and challenges for low-carbon transport in countries with rapidly growing mobility demand. The main focus of this paper is to reconcile actual and required emission reduction targets and develop plausible pathways to achieve these targets. The paper also identifies potential strategies and measures for these countries to follow these pathways. The analysis considers the contributions of "avoid" (cutting travel growth), "shift" (to lower CO2 modes) and "improve" (vehicle and fuel CO2 characteristics) interventions to decarbonisation scenarios. These scenarios aim to inform renewed Nationally Determined Contributions and shed light on the feasibility of deep decarbonisation pathways that would be in line with the Paris Agreement. Results from this study show that achieving 1.5DS would require dramatic changes in travel patterns, technology and fuels, and major intensification of current policy approaches. Decarbonization solutions will need to include greater use and investment of efficient modes, major shifts toward near-zero carbon fuels such as clean electricity, systems integration, modal shift and urban planning solutions. Although the socio-economic situations and national transport systems differ between the selected countries, some fairly similar strategies appear likely to be core to the mitigation effort, such as rapid growth in light- and heavy-duty vehicle electrification and investments in public transit systems.
Financial institutions play a crucial role in achieving the 2015 Paris Climate Agreement. They can manage capital flows for financing the required transformation towards a decarbonized industry. Currently established policy programs and regulations at European and national level increasingly address financial institutions to make their climate warming impact measurable and transparent. However, required science-based assessment methods have not been sufficiently developed so far.
This paper discusses methodological opportunities and challenges for measuring carbon footprints of financial institutions. Based on a scientific case study undertaken with the German GLS Bank, the authors introduce an innovative method for quantifying greenhouse gas emissions from a bank's asset with a focus on loans. The authors apply an input/output database to calculate greenhouse gas (GHG) intensities and allocate them with bank's loans and investments.
Moreover, the paper provides insights of calculating avoided GHG emissions initiated by a bank's investment and loans. In conclusion, a high degree of consistent and standardized assessment methods and guidelines need to be developed and applied to promote comparability and transparency.
In order to achieve the UNFCCC Paris Agreement goals, climate policies worldwide require considerable ratcheting-up. Policy sequencing provides a framework for analysing policy process dynamics that facilitate ratcheting-up. We apply a sequencing perspective to two key EU climate and energy policies, the Emissions Trading Scheme (ETS) and the Renewable Energy Directive (RED), to comparatively test the empirical relevance of sequencing for single policies - in addition to sequencing across policies, which has been the focus of sequencing theory so far - and to uncover specific mechanisms. Our results confirm that sequencing, based on triggering positive and controlling negative feedback, is relevant both within and across policies. Policy choices that may facilitate ratcheting-up include tools to control costs, the possibility to centralise and harmonise in a multi-level governance context, options for compensation of reluctant actors, and the encouragement of learning processes.
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.
Dem humorvoll skeptischen Blick auf den Zeitgeist zeigt sich ein seltsames Bild: Es scheint eine Zeit der Wenden ohne wirkliche Wende zu sein. So lange schon wird von "Wende" geschrieben und gesprochen, dass inzwischen beispielsweise in Verbindung mit Energie von alter (1980er-Jahre) und von neuer (2010er-Jahre) Energiewende die Rede ist. Viele Wenden sind in deutscher Sprachmanier zusammengesetzte Substantive und beziehen sich - von der Mobilitäts- über die Konsum- und die Agrar- bis hin zur Waldwende - auf ökologische Probleme. Manchen Wenden ist ein Adjektiv beigefügt, das eine Strömung im politisch-ökonomischen Raum beschreibt, so etwa die neoliberale Wende in der Sozialpolitik. Meist wird im Kontext der Ökologie konstatiert, dass die Probleme zwar bekannt, die eingeleiteten Wendestrategien und Wendemaßnahmen aber völlig unzureichend seien. Daher schlägt Benedikt Schmid eine "kritische Wende" vor. Die wachstums- und fortschrittsgebundenen Denkmuster gelte es aufzubrechen. Sie seien beharrlich und würden sich immer wieder auch in den zeitlichen und räumlichen Vorstellungen alternativer Ansätze einnisten. (1)
Das Forschungsprojekt VorAB ("Vorsorgend handeln - Avantgardistische Brückenansätze für nachhaltige Regionalentwicklung") fragt nach strukturellen Hindernissen für nachhaltige Regionalentwicklung und nach Potenzialen fortschrittlicher Ansätze zu fairer Land- und Ressourcennutzung. (2) Es untersucht die Transformationsfelder Wald-, Energie- und Landwirtschaft in der Region Lübeck. Erste Ergebnisse zeigen, dass bei dem Terminus Wende mit Blick auf qualitative und grundlegende Veränderungen Vorsicht geboten ist.
Digitale Treffen, Videokonferenzen, Streaming - die Coronakrise hat unseren beruflichen und privaten Alltag mit einem Schlag in virtuelle Räume katapultiert und die Digitalisierung vorangetrieben. Daraus lassen sich auch Lehren für den Einsatz von digitalen Technologien für die nachhaltige Entwicklung ziehen.
Auf dem Weg zu einer ressourceneffizienten Gesellschaft bedarf es richtiger Rahmenbedingungen, Informationen und Handlungsalternativen. Eine Möglichkeit, diese Voraussetzungen zu schaffen, ist ein kommunales Zero-Waste-Konzept. Zero Waste lässt sich übersetzen mit "Null Abfall, null Verschwendung" und verfolgt das Ziel, möglichst wenig Abfall zu produzieren sowie effizient und sparsam mit Ressourcen umzugehen. Ein solches Konzept wie in Kiel ist die Basis für eine Zertifizierung als Zero Waste City, eine Auszeichnung, die der europäische Verein Zero Waste Europe vergibt. 2007 wurde die italienische Gemeinde Capannori zur ersten Zero Waste City in Europa erklärt, seitdem sind knapp 400 europäische Gemeinden dieser Bewegung gefolgt.
Dem Thema Natur in der Stadt näherten sich die Teilnehmer(innen) eines Seminars zur Politischen Ökologie durch theoretische Beiträge und praktische Erkundungen. Sie richteten einen kritischen Blick auf das Vorfindliche, das als Natur im weiteren Sinne identifiziert werden kann, um historische und funktionale Bezüge erkennbar zu machen.
Non-residential buildings in the European Union consume more than one third of the building sector's total. Many non-residential buildings are owned by municipalities. This paper reports about an energy saving competition that was carried out in 91 municipal buildings in eight EU member states in 2019. For each public building an energy team was formed. The energy teams' activities encompassed motivating changes in the energy use behaviour of employees and small investments. Two challenges added an element of gamification to the energy saving competition. To assess the success of the energy saving competition, an energy performance baseline was calculated using energy consumption data of each public building from previous years. Energy consumption in the competition year was monitored on a monthly base. After the competition the top energy savers from each country were determined by the percentage-based reduction of energy consumption compared to the baseline. On average, the buildings had an electricity and heat consumption in 2019 that was about 8 % and 7 %, respectively, lower than the baseline. As an additional data source for the evaluation, a survey among energy team members was conducted at the beginning and after the energy competition. Support from superiors, employee interest and motivation and behaviour change as assessed by energy team members show a positive, if weak or moderate, correlation with changes in electricity consumption, but not with changes in heat consumption.
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.
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 gestiegene gesellschaftliche Relevanz von Reallaboren für die Gestaltung einer nachhaltigen Zukunft wird durch den vermehrten Einbezug von Reallaborkonzepten in verschiedenen politischen Strategien auf nationaler und internationaler Ebene deutlich. Weniger klar ist bisher, wie Reallabore für eine umweltorientierte Digitalpolitik genutzt werden können.
Die vorliegende Kurzstudie "Reallabore als umweltbezogenes Politikinstrument" stellt konzeptionelle Grundlagen für Reallabore als Politikinstrument einer transformativen Umweltpolitik dar und leitet Handlungsempfehlungen für den zielgerichteten und wirkungsvollen Einsatz von Reallaboren im Rahmen einer umweltorientierten Digitalpolitik ab.
In der Kurzstudie werden im Sinne der Digitalagenda des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit Reallabore als "Experimentierräume für digitalbasierte sozialökologische Innovationen, in denen digitale Tools, Anwendungen und neue Kooperationsstrukturen entwickelt und modellhaft getestet werden können" verstanden. Es wird erläutert, dass Reallabore auf bewährten Handlungsansätzen aufbauen und im Kontext einer nachhaltigen Digitalpolitik eine geeignete Ergänzung und Weiterentwicklung bisheriger Umweltpolitik darstellen können. Um Reallabore für digital- und umweltpolitischen Ziele besser zu nutzen, werden die drei folgenden Strategien empfohlen: I) Förderprogramm für Reallabore der nachhaltigen Digitalisierung, II) Wissenstransfer für nachhaltigen Wandel in der Digitalisierung und III) Forschung zur digitalen und partizipativen Entwicklung von rechtlichen und planerischen Politikinstrumenten.
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.
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.
At the heart of transition research lies the question of how to "scale up" sustainable alternatives from a protected niche to the creation of mainstream practices. While upscaling processes are often seen as an essential element that contributes to societal transformation, upscaling itself remains a fuzzy concept. We argue that some fundamental dilemmas of upscaling can be identified, for example, the different understanding of the concept by researchers and practitioners. The dilemmas should be addressed in a more reflexive way by those from the worlds of science and practice who are involved in collaborative research settings.
Industrial demand response can play an important part in balancing the intermittent production from a growing share of renewable energies in electricity markets. This paper analyses the role of aggregators - intermediaries between participants and power markets - in facilitating industrial demand response. Based on the results from semi-structured interviews with German demand response aggregators, as well as a wider stakeholder online survey, we examine the role of aggregators in overcoming barriers to industrial demand response. We find that a central role for aggregators is to raise awareness for the potentials of demand response, as well as to support implementation by engaging key actors in industrial companies. Moreover, we develop a taxonomy that helps analyse how the different functional roles of aggregators create economic value. We find that there is considerable heterogeneity in the kind of services that aggregators offer, many of which do create significant economic value. However, some of the functional roles that aggregators currently fill may become obsolete once market barriers to demand response are reduced or knowledge on demand response becomes more diffused.
Große Erzählungen im Engelsjahr 2020 handeln von der Textilindustrie gestern und heute. Die vorliegenden kleinen Erzählungen spielen in anderen textilen Welten und jenseits der großen Fabriken. Von ihnen erzählt Friedrich Engels nicht. Dem Erzählten und Nicht-Erzählten auf der Spur finden wir schließlich heraus, dass auch zu Friedrich Engels selbst in einer bestimmten Weise erzählt - und nicht erzählt wird.
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.
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.
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.
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.
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.
The energy system of Jordan is facing a rise in energy demand while at the same time having quite limited own conventional energy resources. Especially because of their high import dependency, Jordan is starting to change its energy system and puts a higher focus on renewable energy (like wind and solar) and energy efficiency.
In this short paper the authors discuss the transformation of energy companies in Germany and highlight the possibilities of energy efficiency services. Furthermore, they examinate the transferability to Jordan, based on the results of a questionnaire among Jordan energy experts. Due to the low level of research knowledge in the specific field, this is an exploratory research approach. The role, challenges and opportunities of Jordan's state-owned National Electric Power Company NEPCO have been highlighted.
While the Paris Agreement (PA) has enshrined ambitious long-term objectives, the current actions of the Parties to the Agreement fall far short of these goals. The Global Stocktake (GST), established in Art. 14 of the PA, may help narrow this gap between ambition and action: its purpose is to review the implementation of the PA and to assess the collective progress of the international community towards Paris goals. While some general modalities on how to conduct the GST have been adopted, the details are still to be determined.
The objective of this report is to analyze existing international regimes as regards their review processes, the contribution of these review processes to various governance functions and, finally, to derive lessons for the GST. Processes analyzed include:
the design of the upcoming Global Stocktake itself,
the Talanoa Dialogue (TD) which is the direct precursor of the GST,
the Agenda 2030 High-Level Political Forum (HLPF), which features a regular stocktaking process focused on progress toward the Sustainable Development Goals (SDGs),
the review processes of the UN human rights system (UNHRS) and
the review processes and assessment panels of the Montreal Protocol (MP).
The analysis of each review process is organised in four section: (1) political background and context, (2) technical and organisational details of the processes, (3) interface between the political and technical processes, and (4) how the review processes contribute to achieving the objectives of the respective regime, particularly governance functions of the regime (guidance and signal, transparency and accountability, and knowledge and learning).
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.
Every diet has an impact on an individual’s health status, the environment, as well as on social concerns. A growing number of meals are consumed in the out-of-home catering sector, in which a systematic sustainability assessment is not part of common practice. In order to close this gap, an instrument was developed as part of the NAHGAST project. After more than one year of using the NAHGAST online tool, it needs to be assessed what positive environmental influences can be realized by using the tool. For this reason, this article deals with the question of whether an online tool can enable stakeholders from the out-of-home consumption sector to revise their meals with regard to aspects of a sustainable diet. In addition, it will be answered how precise recipe revisions of the most popular lunchtime meals influence the material footprint as well as the carbon footprint. In conclusion, an online tool can illustrate individual sustainability paths for stakeholders in the out-of-home consumption sector and enables an independent recipe revision for already existing meals. The results show that even slight changes in recipes could lead to savings of up to a third in carbon footprint as well as in material footprint. In relation to the out-of-home consumption sector, this results in the potential for substantial multiplication effects that will pave the way for the dissemination of sustainable nutrition.
We conducted a random allocation experiment at fashion week in Berlin in 2017, testing how face-to-face (f2f) communication affects sales of a fashion start-up focusing on second-hand. The experiment revealed that 11% of guests of an f2f event afterwards turned paying customers with an average basket size 11.8% higher than the overall sales event average. We add insights to research on entrepreneurial practice as well as on offline operations in the context of circular consumption in fashion, exposing the leveraging effect of f2f communication for customer acquisition and revenue of start-ups in the field of sustainable fashion.
Participatory modeling - the involvement of stakeholders in the modeling process - can support various objectives, such as stimulating learning processes or promoting mutual understanding of stakeholders. Participatory modeling approaches could therefore be useful for the governance of transitions, but a systematic account of potential application areas of participatory modeling methods in transition governance is still lacking. This article addresses this gap by providing a review of participatory modeling methods and linking them to phases and objectives of transition governance. We reviewed participatory modeling studies in transition research and related fields of social-ecological modeling, integrated assessment and environmental management. We find that participatory modeling methods are mostly used for participatory visioning and goal setting as well as for interactive strategy development. The review shows the potential for extending the application of participatory modeling methods to additional phases of transition governance and for the exchange of experiences between research fields.
Businesses like Airbnb have shown that a successful circular economy (CE) business can operate exclusively online. Although online communication and web appearance attributes have been subject to academic research given accelerated digitization, there is still a lack of knowledge about online attributes and their role in facilitating CE. We close the portrayed knowledge gap by conducting a discrete-choice experiment with best to worst scaling and focusing on the effect of CE experience on the perception of a CE website by ranking nine online attributes, grouped in three subsets. We therefore contribute by identifying online attributes that are perceived as favorable for CE businesses and detect how participation in CE activities affects the perception of these attributes. We find that third-party associated online attributes (e.g., user reviews or third-party guarantees) rank significantly higher throughout CE consumption patterns of the sample, being always amongst the top three attributes. This novel finding on online preferences opens a new direction for further research, as well as allows practitioners to optimize online operations accordingly. Furthermore, we find that users without prior touchpoints with CE have a higher need for information about the business model as compared to CE active users who are more interested in community related attributes.
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.
Gerechter Strukturwandel ist ein von den Gewerkschaften entwickeltes Konzept, das die Notwendigkeit einer ökologisch und sozial nachhaltigen Dekarbonisierung hervorhebt. Diese Masterarbeit wendet das Konzept auf den Braunkohleausstieg in Deutschland an. Der Erfolg des Übergangs hängt davon ab, ob er als gerecht empfunden wird. Den benachteiligten Gruppen im Strukturwandel muss eine Perspektive gegeben werden, um Akzeptanz für den Strukturwandel zu schaffen.
Im Rahmen der Masterarbeit werden politische Maßnahmen für eine Governance des "Gerechten Strukturwandels" entwickelt. Die Arbeit basiert auf einer Fallstudie, die von Mai bis Juli 2019 im rheinischen Braunkohlerevier durchgeführt wurde. Methodisch wurde die Anwendung von semi-strukturierten Interviews gewählt. Insgesamt wurden sechs Expertinnen und Experten-Interviews mit Bürgerinitiativen, Gewerkschaften und Vertreterinnen und Vertreter des Landes Nordrhein-Westfalen ausgewertet.
Die Ergebnisse belegen die Notwendigkeit politischer Maßnahmen in verschiedenen Bereichen, zum Beispiel: Während Beschäftigten der etablierten Unternehmen der Braunkohleindustrie der Übergang durch eine Reihe von Politikmaßnahmen erleichtert wird, müssen Beschäftigte in Subunternehmen den Strukturwandel weitestgehend alleine bewältigen. Letztere sind einem hohen Risiko ausgesetzt, aufgrund des Braunkohleausstiegs ihre Arbeitsplätze zu verlieren. Weiterhin zeigten die Befragungen, dass Boden im rheinischen Braunkohlerevier zu einer knappen Ressource werden könnte. Infolge des Braunkohleabbaus in der Region befindet sich ein großer Teil des Bodens im Eigentum des Energieversorgers RWE, der das Land durch bergrechtliche Enteignung erhalten hat. Wenn das Land nicht an die Kommunen zurückgegeben wird, wird eine unabhängige wirtschaftliche Neuausrichtung der Region nach dem Kohleabbau wesentlich erschwert.
Aus dem Akteurzentrierten Institutionalismus werden Governance-Ansätze abgeleitet, die Lösungsansätze für diese Problemfelder bieten. Die Masterarbeit zeigt unter anderem, wie eine für die Partizipation notwendige Verteilung von Ressourcen einen Gerechten Strukturwandel befördern kann und warum ein integratives regionales Entwicklungskonzept des Landes NRW einer reinen wirtschaftlichen Förderung der Region vorgezogen werden sollte.
Effective actions to mitigate climate change are urgently needed, especially in the context of cities, which are major sources of global CO2 emissions. Establishing and managing knowledge systems that integrate local knowledge can contribute to establishing more effective responses to climate change as well as transformative change towards sustainability. However, it is still unclear how new forms of urban governance should acquire, store, create, or disseminate knowledge for fostering sustainability transitions effectively. In this study, we present a multilevel knowledge system approach based on design principles informed especially by the knowledge management literature. These address (i) working environments across multiple levels, (ii) knowledge forms and types, and (iii) knowledge processes. We apply this approach to municipal climate action in the German energy transition. In particular, we focus on the operational work of municipal climate action managers of regional centers of Lower Saxony, one of the largest of the 16 federal states, and investigate their involvement in knowledge processes. Based on semi-structured interviews in 14 of the 17 regional centers, we show that structural pre-conditions for successful knowledge management and organizational learning are present. However, we also show that there is a need for improvement regarding (i) the multilevel coordination for accelerating routine operation, (ii) the persistence of local operational knowledge, and (iii) the exploitation of local innovations. Relying on these results, we offer general recommendations for municipal climate action and suggest that policies should (i) rely on local knowledge for effective decision-making, (ii) foster multilevel exchanges of explicit and tacit knowledge for implementation, and (iii) enable open-ended learning processes that leverage local innovations for creating usable transformational knowledge.
Many technical solutions have been developed to enhance the energy efficiency in buildings. However, the actual effectiveness and sustainability of these solutions often do not correspond to expectations because of the missing perspective of design, user's real needs, and unconsidered negative side effects of their use (rebounds). With the aim to help address these challenges, this paper presents results of a longitudinal living lab study and proposes a user-centered building management system (UC-BMS) as a prototype for office buildings. Based on mixed methods, UC-BMS was co-developed, tested, and evaluated in Germany in up to six office buildings, 85 offices, and within two heating periods. The results demonstrate that such user-oriented approach can save up to 20% of energy while maintaining or even improving comfort and work productivity. The findings show three main areas of intervention and elements of UC-BMS: (1) How interactive design and feedback systems (e.g., air quality) can stimulate ventilation practices and energy efficiency in offices and (2) supporting heating system optimization e.g., by better understanding office behavior. (3) Finally, an office comfort survey was conducted to enable communication between facility management and office users and thus limiting complaints and adapting the heating system towards actual office user needs.
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.
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.
Technological innovations in energy-intensive industries (EIIs) have traditionally emerged within the boundaries of a specific sector. Now that these industries are facing the challenges of deep decarbonisation and a significant reduction in greenhouse gas (GHG) emissions is expected to be achieved across sectors, cross-industry collaboration is becoming increasingly relevant for low-carbon innovation.
Accessing knowledge and other resources from other industrial sectors as well as co-developing innovative concepts around industrial symbiosis can be mutually beneficial in the search for fossil-free feedstocks and emissions reductions. In order to harness the potential of this type of innovation, it is important to understand not only the technical innovations themselves, but in particular the non-technical influencing factors that can drive the successful implementation of cross-industry collaborative innovation projects.
The scientific state of the art does not provide much insight into this particular area of research. Therefore, this paper builds on three separate strands of innovation theory (cross-industry innovation, low-carbon innovation and innovation in EIIs) and takes an explorative case-study approach to identify key influencing factors for cross-industry collaboration for low-carbon innovation in EIIs.
For this purpose, a broad empirical database built within the European joint research project REINVENT is analysed. The results from this project provide deep insights into the dynamics of low-carbon innovation projects of selected EIIs. Furthermore, the paper draws on insights from the research project SCI4Climate.NRW. This project serves as the scientific competence centre for IN4Climate.NRW, a unique initiative formed by politicians, industry and science to promote, among other activities, cross-industry collaboration for the implementation of a climate-neutral industry in the German federal state of North Rhine-Westphalia (NRW). Based on the results of the case study analysis, five key influencing factors are identified that drive the implementation of cross-industry collaboration for low-carbon innovation in EIIs: Cross-industry innovation projects benefit from institutionalised cross-industry exchange and professional project management and coordination. Identifying opportunities for regional integration as well as the mitigation of financial risk can also foster collaboration. Lastly, clear political framework conditions across industrial sectors are a key driver.
Electricity generation requires water. With the global demand for electricity expected to increase significantly in the coming decades, the water demand in the power sector is also expected to rise. However, due to the ongoing global energy transition, the future structure of the power supply - and hence future water demand for power generation - is subject to high levels of uncertainty, because the volume of water required for electricity generation varies significantly depending on both the generation technology and the cooling system. This study shows the implications of ambitious decarbonization strategies for the direct water demand for electricity generation. To this end, water demand scenarios for the electricity sector are developed based on selected global energy scenario studies to systematically analyze the impact up to 2040. The results show that different decarbonization strategies for the electricity sector can lead to a huge variation in water needs. Reducing greenhouse gas emissions (GHG) does not necessarily lead to a reduction in water demand. These findings emphasize the need to take into account not only GHG emission reductions, but also such aspects as water requirements of future energy systems, both at the regional and global levels, in order to achieve a sustainable energy transition.
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 Energiewende - ein sicheres, umweltverträgliches und ökonomisch erfolgreiches Energiesystem - birgt diverse Herausforderungen. Diese umfassen die Erreichung der Klimaneutralität, den Umstieg auf erneuerbare Energieträger in allen Sektoren (inkl. Schwerlast- und Flugverkehr sowie industrielle Prozesswärme) als auch deren gegenseitige Integration. Bioenergie kann hierzu einen multiplen Beitrag leisten, sowie negative Emissionen bereitstellen und darüber hinaus auch Beiträge jenseits des Energiesystems erbringen, wie Naturschutz, ländliche Entwicklung, oder die Bereitstellung von biogenem CO2 als Rohstoff für die chemische Industrie. Somit ist Bioenergie ein unverzichtbarer Bestandteil für die Lösung der Herausforderungen in der Transformation zu einem nachhaltigen Energiesystem.
Gegenwärtig stellt Bioenergie mit dem größten Anteil an erneuerbaren Energien im Primärenergieverbrauch (60 %) als auch im Endenergieverbrauch (53 %), mehr als alle anderen erneuerbaren Energieträger zusammen. Dabei bestehen Unterschiede zwischen den Endenergiesektoren: während Bioenergie in der Bruttostromerzeugung 24 % des erneuerbaren Stroms deckt, dominiert sie die erneuerbare Bereitstellung von Wärme mit 86 % als auch den erneuerbaren Endenergieverbrauch im Verkehrssektor mit 88 % in 2018. Aufgrund der Bedeutung von Bioenergie heute werden Beispiele vorgestellt, welche einen zukünftigen multipleren Systembeitrag von Bioenergie fokussieren.
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.
With regard to residential energy use in the European Union (EU), most studies consider potential adopters of the technology (e.g., private owners) as being the sole decision-makers in the technology selection. However, during an integrated decision-making process (e.g., a construction project) multiple stakeholders will interact, influencing each other's judgement, thereby making it difficult to discern who is affecting the final decision, and to what extent. The goal of this study is to outline the full network of stakeholders involved in the decision-making process, along with their degree of power and interaction in the technology choice. For this purpose, empirical evidence from a multi-country survey is examined using social network analysis (SNA). The information is compared across building typologies, project types and countries (i.e., Italy, Spain, Germany, Poland, the United Kingdom, France, Belgium and the Netherlands). The results demonstrate that, in EU residential buildings, potential adopters of the technology are not the only stakeholders involved in the technology selection. They are in all instances in communication with multiple stakeholders, some of whom also hold a high level of power in the decision (i.e., key persuaders). Furthermore, their level of power and communication varies substantially across building typologies, project types and countries.
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.
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.
On September 17, 2019, EU Competition Commissioner Margrethe Vestager allowed the electricity company Eon to take over and break up RWE subsidiary Innogy under lenientconditions. But there are numerous experts who have a different opinion and argue that the EU Commission approval is a "decision of enormous importance" that will "fundamentally change the entire sector". The result of this decision is that this mega-deal creates two monolithic giants in the German energy sector with unprecedented market power. If one compares the situation with the purchase of the electricity supplier Nuon by Vattenfall in 2009, questions arise. Back then, the competition authorities forced Vattenfall to divest parts of Nuon's business in individual cities, which resulted in the supplier "lekker energie". Following this example, the competition authorities should have consistently forced Eon to sell parts of the business, such as larger distribution companies.
A transaction of this magnitude should always be viewed critically in competition law. The legitimate question therefore arises as to why the German and European competition authorities (the Federal Cartel Office, the Federal Network Agency, the Monopolies Commission and the European Competition Commission) faced this deal with barely audible criticism and why they did not react with far-reaching prohibition requirements. "Competition doubts are certainly justified". Because if the two largest German energy groups completely eliminate each other's competition and completely divide up their business areas among themselves, this will have far-reaching consequences for the energy sector. Especially against the background that the energy transition in Germany has so far been characterised by decentralised structures and civic participation (especially in the case of electricity generation from renewable energies). In this paper, the authors will demonstrate what this Eon/RWE deal means for competition and the energy transition.
This theory note develops a theoretical approach which integrates the negative spillovers that international institutions often impose on each other into our thinking about their normative legitimacy. Our approach draws on the political philosophy of Rainer Forst which revolves around the right to justification. It suggests that regime complexes facilitate the breakup of institution-specific orders of justification by prompting invested actors to justify negative spillovers vis-a-vis each other. Thus, regime complexes enable more encompassing justifications of negative spillovers than stand-alone international institutions. Against this backdrop, we submit that the proliferation of regime complexes represents normative progress in global governance.
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.
Gesund, umweltfreundlich und sozialverträglich : wie ein Onlinetool hilft, nachhaltiger zu kochen
(2020)
Jede Kostform hat Auswirkungen auf den individuellen Gesundheitsstatus, die Umwelt und soziale Aspekte. Insbesondere ökologische und soziale Belange werden im Alltag der Außer-Haus-Verpflegung in der Regel nur vage abgeschätzt, eine systematische Nachhaltigkeitsbewertung von Speisen findet zumeist nicht statt. Seit Mai 2018 unterstützt der hier vorgestellte Menü-Rechner Akteure in unterschiedlichen Verpflegungseinrichtungen bei der Nachhaltigkeitsbewertung. Das Instrument wurde im Rahmen des NAHGAST-Projektes (www.nahgast.de) in Kooperation mit fünf Praxispartnern entwickelt und durch insgesamt 120 Rezepturen getestet und validiert. Der vorliegende Artikel gibt einen Überblick über Nachhaltigkeitsbewertungen ausgewählter Rezepturen (Gerichte mit Fisch und Fleisch, sowie vegetarische und vegane Gerichte) und stellt heraus, welche Effekte sich für die ökologische, gesundheitliche und soziale Dimension zeigen.
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.
In the light of Germany's chosen path towards the energy transition, the regulatory framework has changed considerably. New players have succeeded in entering the market, and renewable energies have become increasingly competitive. Greater electrification of the transport and heating sectors will be needed in the future to achieve national climate targets. Against this background, Germany's big energy companies need to be sure that their sales will increase. However, they were unable to anticipate this development, and made strategic mistakes in the past. The development of sustainable business models in line with the energy transition failed to materialize. Now it is becoming increasingly clear that companies must create new business models to survive in the long term. These business models have to keep with the tradition, whilst meeting the needs of low-carbon power supplies. In this paper, we will examine the past and future challenges of the four energy companies and develop a proposal for evaluating sustainable business models. For this purpose, we use the multi-level perspective to categorize developments in the electricity market over the last 50 years, and then apply a multi-criteria analysis to derive five suitable business models from the results.
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.
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
Die Europäische Union (EU) hat erkannt, dass das Ziel der Klimaneutralität bis 2050 ein zentraler Innovations- und Wachstumsmotor für Industrie und Wirtschaft in der EU sein kann. Neben großen Chancen stellt dies die europäische Wirtschaft und überwiegend die besonders emissionsintensiven sowie im international starkem Wettbewerb stehenden Grundstoffindustrien auch vor erhebliche Herausforderungen.
Eine integrierte Klima- und Industriestrategie ist für den Klimaschutz von zentraler Bedeutung, da auf die Produktion von Stahl, Zement, Grundstoffchemikalien, Glas, Papier und anderen Materialien in der EU und weltweit rund 20 Prozent der gesamten Treibhausgasemissionen entfallen. Auch in einer treibhausgasneutralen Zukunft kann auf diese Materialien nicht verzichten werden. Zugleich ist die emissionsfreie Herstellung der Materialien technologisch sowie mit Blick auf die dafür erforderlichen Infrastrukturen besonders herausfordernd. Dies gilt vor allem für die Frage woher die hohen benötigten Mengen an grüner Energie - insbesondere Strom und Wasserstoff - zu wettbewerbsfähigen Preisen kommen sollen. Analysen zeigen, dass trotz erheblicher Kosten bei der Prozessumstellung die Kosten der Transformation der Grundstoffindustrie für die Gesellschaft insgesamt tragbar sind. Denn bezogen auf die Endprodukte betragen die Mehrkosten meist nur wenige Prozentpunkte; die Preise von Rohstahl oder Zement dagegen würden sich zwischen einem Drittel und 100 Prozent verteuern. Da fast alle Grundstoffhersteller in starker Weltmarktkonkurrenz stehen, können sie die Investitionen in eine klimaneutrale Produktion und die benötigten Energieinfrastrukturen aber nicht ohne Unterstützung tragen.
Das vorliegende Papier skizziert ein integriertes Klima-Industriepolitikpaket, das der EU ermöglichen kann, die bestehende technologische Führung in vielen dieser Industrien zielgerichtet zum Aufbau einer treibhausgasneutralen Grundstoffindustrie zu nutzen.
The European Union (EU) has established that the goal of achieving climate neutrality by 2050 as a key driver of innovation and growth for industry and the economy in the EU. In addition to offering great opportunities, this also poses considerable challenges for the European economy and, for the most part, for basic industries, which are particularly emission-intensive and face strong international competition.
An integrated climate and industry strategy is of central importance to protecting the climate, since the production of steel, cement, basic chemicals, glass, paper, and other materials in the EU and worldwide accounts for roughly one fifth of total greenhouse gas emissions. Even in a greenhouse gas-neutral future, we will not be able to fully eliminate our need for these materials. At the same time, it is particularly challenging to produce these materials without creating emissions given the state of technology and the necessary infrastructures. This applies above all to the question of how large amounts of green energy, including electricity and hydrogen, can be produced at competitive prices. Analyses show that despite the considerable costs involved in process changeover, the costs of transforming the raw materials industry are acceptable to society as a whole, given that the additional costs usually only increase the price of the end products by a few percentage points. However, in the case of crude steel or cement, the price would increase by between one third and 100 per cent. Since almost all raw materials manufacturers face strong global market competition, in most cases they are not able to bankroll the investments in climate-neutral production and the required energy infrastructure without outside support.
This paper outlines an integrated climate industrial policy package that allows the EU to utilise its existing technological leadership in many of these industries to build a greenhouse gas-neutral raw materials industry.
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.
Every diet has an impact on an individual's health status, the environment as well as on social aspects. In particular, ecological and social concerns are usually only vaguely assessed in the daily routines of out-of-home catering and a systematic sustainability assessment of meals is usually not carried out. Since May 2018, the menu calculator presented in this paper has been supporting stakeholders in various catering establishments with their sustainability assessment. The tool was developed within the NAHGAST project (www.nahgast.de) in cooperation with five practice partners and tested and validated by a total of 120 recipes. This article provides an overview of selected recipes' sustainability assessments (meals with fish and meat as well as vegetarian and vegan meals) and highlights the effects on the ecological, health and social dimensions.
Der Begriff "Pfand" umfasst in seinen konkreten Anwendungen ganz unterschiedliche Konzepte, die sich mit unterschiedlichen Zielsetzungen auf verschiedene Produktgruppen beziehen und dabei sehr unterschiedliche Effekte auslösen. Zentrales Ziel dieser Kurzstudie ist es, zu einer etwas differenzierteren Betrachtung von Pfandsystemen beizutragen und auf die Stärken und Schwächen in den verschiedenen Anwendungskontexten hinzuweisen. Mit diesem Ziel werden in Kapitel 2 verschiedene Best-Practice-Beispiele dargestellt, bei denen die Einführung von Pfandsystemen in verschiedenen Formen zur Umsetzung einer Kreislaufwirtschaft beigetragen haben. Kapitel 3 beschreibt die verschiedenen Kriterien, auf deren Basis sich unterschiedliche Pfandsysteme für konkrete Produktgruppen begründen lassen könnten; ein spezifischer Fokus wird hierbei auf Verpackungssysteme gelegt. Im abschließenden Kapitel 4 werden davon ausgehend Handlungsempfehlungen entwickelt, wie das Instrument Pfand in Deutschland in möglichst effizienter Form genutzt werden könnte.
Nigeria is Africa's largest economy and home to approximately 10% of the un-electrified population of Sub-Saharan Africa. In 2017, 77 million Nigerians or 40% of the population had no access to affordable, reliable and sustainable electricity. In practice, diesel- and petrol-fuelled back-up generators supply the vast majority of electricity in the country. In Nigeria's nationally-determined contribution (NDC) under the Paris Agreement, over 60% of the greenhouse gas emissions (GHG) reductions are foreseen in the power sector. The goal of this study is to identify and critically examine the pathways available to Nigeria to meet its 2030 electricity access, renewables and decarbonization goals in the power sector. Using published data and stakeholder interviews, we build three potential scenarios for electrification and growth in demand, generation and transmission capacity. The demand assumptions incorporate existing knowledge on pathways for electrification via grid extension, mini-grids and solar home systems (SHS). The supply assumptions are built upon an evaluation of the investment pipeline for generation and transmission capacity, and possible scale-up rates up to 2030. The results reveal that, in the most ambitious Green Transition scenario, Nigeria meets its electricity access goals, whereby those connected to the grid achieve a Tier 3 level of access, and those served by sustainable off-grid solutions (mini-grids and SHS) achieve Tier 2. Decarbonization pledges would be surpassed in all three scenarios but renewable energy goals would only be partly met. Fossil fuel-based back-up generation continues to play a substantial role in all scenarios. The implications and critical uncertainties of these findings are extensively discussed.
Digitalisation is taking place at a fast pace in all European countries and it is transforming the economies, societies, communication, jobs and the necessary skills for the workplace and everyday life. The Covid-19 pandemic is also accelerating digitalisation at many levels.
To address the great challenges resulting from this, the European Commission has launched the Green Deal, a long-term transformation strategy towards an innovative and sustainable society. Three important initiatives under the Green Deal are the New Circular Economy Action Plan, the Biodiversity Strategy for 2030 and the Zero Pollution Action Plan. The various strategies and action plans draw up a large portfolio of measures, instruments and milestones that are always linked to digital technologies. Ideally, these are eco-innovative and sustainable and contribute to improving living conditions in Europe.
The EIO Biennial Report 2020, which looks at a different topic every two years, considers digitalisation a major opportunity to accelerate the transition to a circular Europe. In the current report, the authors provide an overview of eco-innovation trends, illustrated by digital technology and policy practices that can further drive the circular economy.
New options are needed to reduce the impact of motor vehicles on climate change and declining fossil fuel resources. Cars which are fueled by hydrogen could be a sustainable method of transportation if suitable technologies can be devised to produce hydrogen in an environmentally benign manner along with the provision of the necessary fueling infrastructure. This paper assesses size, space, and cost requirements of bioreactors as a decentralized option to supply hydrogen powered cars with biohydrogen produced from algae or cyanobacteria on a theoretical basis. Decentralized supply of biohydrogen could help to reduce the problems that hydrogen cars face regarding market penetration. A feasibility study for decentralized biohydrogen production is conducted, taking the quantity of hydrogen which is needed to fuel current hydrogen cars into account. While this technology is, in theory, feasible, sizes, and costs of such reactors are currently too high for widespread adoption. Thus, more R&D is needed to close the gap and to approach marketability.
Die Studie zeigt interdependente Geschlechteraspekte von Klimapolitik sowie Wirkweisen und Chancen zur Verbesserung von Geschlechtergerechtigkeit auf. In ihr leitet ein interdisziplinäres Forschungsteam Grundsätze zur Einbeziehung von Geschlechtergerechtigkeit in Klimaschutz und -anpassung ab, analysiert bestehende Programme auf ihre Genderrelevanz hin und gibt konkrete Politikempfehlungen z. B. zum Klimaschutzgesetz und Gender Aktionsplänen. Wichtige Erkenntnisse ergeben sich auch für Methoden, Daten und Forschungsbedarfe. Schließlich werden Empfehlungen zu Finanzierungs- und Förderaspekten sowie Wissensverbreitung und Kompetenzstärkung gegeben und ein an den Klimabereich angepasstes Instrument zur gleichstellungsorientierten Folgenabschätzung (Gender Impact Assessment) vorgestellt.
Since urban processes need models of possible futures (referred to as travelling concepts) to drive their development, this study investigates whether planned-from-scratch smart city Kashiwa-no-ha International Campus Town Initiative can produce such an image with its smart governance approach, that is combined with an urban living lab. Using geographical governance research in relation to urban development processes as a framework, this master's thesis derives its own definition of the fuzzy concept of smart governance within the smart city vision based on a socio-geographical understanding of space, here referred to as Smart Urban Governance. Additionally, a set of indicators for the operationalisation of Smart Urban Governance is designed and applied to the case study. Methodologically, the thesis pursues a qualitative approach and, in this context, carries out a descriptive and normative governance analysis of Kashiwa-no-ha on the basis of the existing literature and empirical surveys conducted by the author.
In summary, the strong role of academia in the urban planning context of community-building in Kashiwa-no-ha is exemplary and has led to a collaborative code of conduct between the traditional actors, mediated by a public-private-academic partnership, as well as to co-innovation between the city, developers, and citizens in form of a public-private-people partnership. Although the flagship project successfully addresses a large number of the Smart Urban Governance indicators defined in this context, there is potential for improvement, for example, in terms of participation, transparency, inclusion, and public spaces. Since Kashiwa-no-ha Smart City is still in an implementation phase until 2030, the thesis concludes with a forecast and a recommendation for action based on a strengths, weaknesses, opportunities, and threats analysis.
Die Emscher-Lippe Region ist seit vielen Jahren von einer intensiven wirtschaftlichen Transformation geprägt. Die fortschreitende De-Industrialisierung bzw. die Neuorientierung der Industrie nach dem Wegfall der Kohle- und Stahlindustrie stellt regionale Entscheidungsträger vor große Herausforderungen, wenn es darum geht, der hohen Arbeitslosenquote zu begegnen, Beschäftigungsquoten zu sichern, mit der prekären Finanzsituation in den kommunalen Haushalten umzugehen und den Wirtschaftsstandort zu stabilisieren und neu aufzustellen. Der Strukturwandel der Region ist mit Schließung der letzten Steinkohle-Zeche Ende 2018 nicht abgeschlossen, sondern geht mit dem Kohleausstieg im Energiesektor in eine zweite Phase. Dies sollte auch als Chance verstanden werden, den Wirtschaftsstandort Emscher-Lippe mit seinen energiereichen Industrien innovativ neu zu gestalten und die Region sowohl energetisch, als auch stofflich von der Nutzung fossiler Träger abzukoppeln.
Eine wichtige Säule der regionalen Wirtschaftsförderung besteht darin, strategische Netzwerke und regionale Wertschöpfungsketten zu stärken, um die in der Region ansässigen (mittelständischen) Unternehmen zu unterstützen und den Strukturwandel innerhalb der dominierenden Industrien aus den Bereichen Energieerzeugung und chemischer Industrie zu begleiten.
Die vorliegende Studie bereitet auf, welche Bedeutung die Wasserstoffwirtschaft in der Emscher-Lippe Region in diesem Zusammenhang derzeit spielt und zukünftig spielen könnte.
Was hat Design mit Umwelt und Nachhaltigkeit zu tun? Die globale Erwärmung und der Klimawandel lassen sich auf verschiedene Ursachen zurückführen. Design, das die Umwelt außen vor lässt, ist einer der Gründe. Viele Produkte und Dienstleistungen verbrauchen nämlich viel Energie und Ressourcen haben auch eine hohe soziale Relevanz - sie sorgen beispielsweise für Teilhabe oder Exklusion. Wie eine Transformation hin zu mehr Nachhaltigkeit in diesem Bereich besser gelingt, fasst der neue "Transition Design Guide" des Wuppertal Instituts und der Folkwang Universität der Künste in Kooperation mit der ecosign - Akademie für Gestaltung Köln und der Bergischen Universität Wuppertal zusammen.
Der Leitfaden gibt interessierten Gestaltenden, Entwickelnden, Transformatorinnen und Transformatoren sowie Forschenden in Universitäten, Unternehmen und Kommunen 16 Praxis-Werkzeuge an die Hand, um Produkte, Dienstleistungen, soziale Räume oder andere Erfahrungswelten nachhaltiger und umweltbewusster zu entwerfen. Anhand der Arbeitsblätter lassen sich gestalterische Ideen und Konzepte auf ihre Nachhaltigkeitspotenziale untersuchen und weiterentwickeln. Nachhaltigkeitsaspekte werden dabei mit den Methoden und Arbeitsschritten eines klassischen Designprozesses zusammengeführt. Ausführliche Hintergrundinformationen ergänzen die Themen der Tools inhaltlich.
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?
The mass roll out of solar PV across the Global South has enabled electricity access for millions of people. In the right context, Small Wind Turbines (SWTs) can be complementary, offering the potential to generate at times of low solar resource (night, monsoon season, winter, etc.) and increasing the proportion of the total energy system that can be manufactured locally. However, many contextual factors critically affect the viability of the technology, such as the extreme variability in the wind resource itself and the local availability of technical support. Therefore, performing a detailed market analysis in each new context is much more important. The Wind Empowerment Market Assessment Methodology (WEMAM) is a multi-scalar, transdisciplinary methodology for identifying the niche contexts where small wind can make a valuable contribution to rural electrification. This paper aims to inform the development of WEMAM with a critical review of existing market assessment methodologies. By breaking down WEMAM into its component parts, reflecting upon its practical applications to date and drawing upon insights from the literature, opportunities where it could continue to evolve are highlighted. Key opportunities include shifting the focus towards development outcomes; creating community archetypes; localised studies in high potential regions; scenario modelling and MCDA ranking of proposed interventions; participatory market mapping; and applying socio-technical transitions theory to understand how the small wind niche can break through into the mainstream.
Die explosive Verbreitung des Corona-Virus über die Welt brachte ein Realexperiment globaler Dimension mit offenem Ausgang hervor. Gesellschaften formieren sich, kosmopolitisch verschränkt, als Hygienegesellschaften. Zwischen striktem Lockdown und minimaler Begrenzung gehen sie je eigene experimentelle Wege. Dabei wird der Raum des Experimentellen bisher eher defensiv gestaltet, was in der Konsequenz zur Begrenzung experimenteller Räume sowie zur schleichenden Delegitimierung von Kontrollpolitiken der Pandemie führt. Die These dieses Beitrags lautet, dass solche Legitimationsprobleme umso eher gelöst werden können, je eher Strukturen resilienten Experimentierens entworfen und institutionalisiert werden. Ein wichtiges Ergebnis der Überlegungen ist, dass die resiliente Gestaltung experimenteller Räume zur Bewältigung solchen Krisengeschehens nur gelingen kann, wenn neben top-down verordneten Kontrollen sich eine bottom-up-Kultur sozialen Experimentierens entfalten kann. Dies setzt auf Seiten der Zivilgesellschaft ebenso wie von staatlicher Seite die Fähigkeit und den Willen zu Partizipation und Kooperation voraus. Entsprechende Ansatzpunkte werden dafür identifiziert.
Automakers close factories, the stock exchange crashes, empty streets and cafés everywhere and suddenly working from home is recommended or even required for a large part of the working population in Germany. The Corona pandemic is defining our current everyday life and hitting Germany, Europe and the world at a time when there are a multitude of huge challenges to be solved already. Economic aid is indispensable during and in the aftermath of such a crisis, but the primary focus is to prevent the spread of the pandemic and limiting the health implications. Economic stimulus packages and structural aid are an effective means of overcoming the long-term economic consequences of such disruptive developments. However, they must not be distributed according to the "watering can principle"; financial support must be provided in a future-oriented manner for urgently needed investments. The aim must be to promote the necessary sustainable transformation processes within our economy and society, such as climate protection. According to the authors, the preparations must be made now. This discussion paper shows which criteria and measures are needed.
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.
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".