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In this paper a new method for the evaluation and comparison of potential future electricity systems is presented. The German electricity system in the year 2050 is used as an example. Based on a comprehensive scenario analysis defining a corridor for possible shares of fluctuating renewable energy sources (FRES) residual loads are calculated in a unified manner. The share of electricity from PV and wind power plants in Germany in the year 2050 is in a range of 42-122% and the load demand has a bandwidth of around 460-750 TWh. The residual loads are input for an algorithm that defines a supplementary mix of technologies providing flexibility to the system. The overall system layout guarantees the balance of generation and demand at all times. Due to the fact that the same method for residual load calculation and mixture of technologies is applied for all scenarios, a good comparability is guaranteed and we are able to identify key characteristics for future developments. The unique feature of the new algorithms presented here is the very fast calculation for a year-long simulation with hourly or shorter time steps taking into account the state of charge or availability of all storage and flexibility technologies. This allows an analysis of many different scenarios on a macro-economic level, variation of input parameters can easily be done, and extensive sensitivity analysis is possible. Furthermore different shares of FRES, CO2-emission targets, interest rates or social acceptance of certain technologies can be included. The capabilities of the method are demonstrated by an analysis of potential German power system layouts with a base scenario of 90% CO2-reduction target compared to 1990 and by the identification of different options for a power sector with a high degree of decarbonisation. The approach also aims at a very high level of transparency both regarding the algorithms and regarding the input parameters of the different technologies taken into account. Therefore this paper also gives a comprehensive and complete overview on the technology parameters used. The forecast on all technologies for the year 2050 regarding technical and economic parameters was made in a comprehensive consultation process with more than 100 experts representing academia and industry working on all different technologies. An extensive analysis of options for the design of potential German energy supply systems in 2050 based on the presented methodology will be published in a follow-up paper.
Development of alternative energy and climate scenarios for the Czech Republic : final report
(2009)
The need for an "Energy Roadmap 2050" triggered a multitude of studies that were conducted between 2009 and 2011, which again contained a multitude of decarbonisation scenarios, which achieve the EU's long-term emission mitigation target of reducing greenhouse gas emissions by at least 80% until 2050 (relative to 1990 emissions). The variety of important analysis is difficult to compare and utilize for specific and timely policy decisions. Thus the Smart Energy for Europe Platform (SEFEP) has commissioned a comparative study of relevant energy scenario studies for Europe. The findings of this comparative study are summarized here briefly.
Wind energy that can neither be fed into the grid nor be used regionally must be curtailed. This paper proposes different options to deal with such surplus wind energy amounts in a time horizon until 2020. It assesses their ability to handle the surplus energy in a sustainable way using a multi criteria analysis. The paper bases on a study that was prepared for the Ministry for Climate Protection, Environment, Agriculture, Nature Conservation and Consumer Protection of North Rhine-Westphalia between 2010 and 2012.
Die grundsätzliche wirtschaftstheoretische Kritik am Erneuerbare-Energien-Gesetz greift zu kurz
(2010)
Der volkswirtschaftliche Nutzen der Förderung erneuerbarer Energien in Deutschland über das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) wurde wiederholt von verschiedenen Ökonomen und wirtschaftswissenschaftlichen Institutionen in Frage gestellt. Dabei wird zumeist als wesentliches Argument vorgebracht, dass das EEG unnötige Kosten für die Gesellschaft verursache und spätestens seit der EU-weiten Umsetzung eines Handels mit CO2-Emissionszertifikaten überflüssig sei. Eine genauere Betrachtung zeigt, dass diese Argumentation zu kurz greift, nicht zuletzt weil sie wesentliche ökonomische Zusammenhänge vernachlässigt.
Die atompolitische Wende der Bundesregierung hatte zahlreichen Spekulationen und Befürchtungen Raum gegeben. Es wurde gemutmaßt, dass Deutschland zum Nettostromimporteur werden könnte, sollten die Kraftwerke (wie im Sommer 2011 beschlossen) dauerhaft außer Betrieb bleiben. Darüber hinaus nahm man an, dass die in Deutschland entfallende Stromerzeugung durch Kohlekraftwerke oder durch Importe aus französischen oder tschechischen Atomkraftwerken ersetzt würde und dass Strompreise sowie CO2-Emissionen deutlich ansteigen würden. Inzwischen liegen vorläufige Energiebilanzen und Marktdaten für das Jahr 2011 vor, die viele dieser Befürchtungen widerlegen. Der hier vorgenommene Ausblick auf die mögliche Entwicklung in den kommenden Jahren zeigt zudem, dass die Bilanz von 2011 keine Momentaufnahme sein muss, sondern dass der gegenüber 2010 wegfallende Kernenergiestrom - bilanziell gesehen - voraussichtlich bereits ab 2013 allein durch eine erhöhte regenerative Stromerzeugung kompensiert werden kann.
International consensus is growing that a transition towards a low carbon society (LCS) is needed over the next 40 years. The G8, the Major Economies Forum on Energy and Climate, as well as the Ad Hoc Working Group on Long-term Cooperative Action under the United Nations Framework Convention on Climate Change, have concluded that states should prepare their own Low-emission Plans or Low-emission Development Plans and such plans are in development in an increasing number of countries.
An analysis of recent long-term low emission scenarios for Germany shows that all scenarios rely heavily on a massive scale up of energy efficiency improvements based on past trends. However, in spite of the high potential that scenario developers assign to this strategy, huge uncertainty still exists in respect of where the efficiency potentials really lie, how and if they can be achieved and how much their successful implementation depends on more fundamental changes towards a more sustainable society (e.g. behavioural changes).
In order to come to a better understanding of this issue we specifically examine the potential for energy efficiency in relation to particular demand sectors. Our comparative analysis shows that despite general agreement about the high importance of energy efficiency (EE), the perception on where and how to achieve it differ between the analysed scenarios. It also shows that the close nexus between energy efficiency and non-technical behavioural aspects is still little understood. This leads us to the conclusion that in order to support energy policy decisions more research should be done on energy efficiency potential. A better understanding of its potential would help energy efficiency to fulfil its role in the transition towards a LCS.
Mit dem Kernenergieunfall im japanischen Fukushima im März 2011 ist die Diskussion über das Für und Wider der Nutzung der Kernenergie für die Stromerzeugung in Deutschland neu entbrannt. Die Frage nach den Auswirkungen eines beschleunigten Ausstiegs aus der Kernenergienutzung auf die Entwicklung der Strompreise in Deutschland bildete in den vergangenen Monaten einen Schwerpunkt der öffentlichen Diskussion. Allerdings halten nicht alle Aussagen, die hierzu veröffentlicht wurden, einer kritischen Analyse stand, was zum Teil auch an zugrunde liegenden politischen Motiven gelegen haben mag. Eine Untersuchung fundierter Studien und ausgewählter Stellungnahmen zeigt, dass sich die befürchteten kurzfristigen Preiseffekte in ü̈berschaubaren Grenzen halten werden.
Welchen Effekt haben engagierte Klimaschutzmaßnahmen der Politik auf NRW's Schlüsselbranchen, wie Automotive, chemische Industrie, Finanzwirtschaft oder Energiewirtschaft? Eine Kurzstudie des Wuppertal Instituts untersucht, welche Chancen und Risiken aus dieser Praxis entstehen können. Außerdem werden Arbeitsplatz- und Wertschöpfungseffekte auch mit Blick auf entstehende Zukunftsmärkte analysiert.
Power sector decarbonisation : metastudy ; WP 2.2 quantitative analysis of existing EU-wide studies
(2012)
The analysis of different global energy scenarios in part I of the report confirms that the exploitation of energy efficiency potentials and the use of renewable energies play a key role in reaching global CO2 reduction targets. An assessment on the basis of a broad literature research in part II shows that the technical potentials of renewable energy technologies are a multiple of today's global final energy consumption. The analysis of cost estimates for renewable electricity generation technologies and even long term cost projections across the key studies in part III demonstrates that assumptions are in reasonable agreement. In part IV it is shown that by implementing technical potentials for energy efficiency improvements in demand and supply sectors by 2050 can be limited to 48% of primary energy supply in IEA's "Energy Technology Perspectives" baseline scenario. It was found that a large potential for cost-effective measures exists, equivalent to around 55-60% of energy savings of all included efficiency measures (part V). The results of the analysis on behavioural changes in part VI show that behavioural dimensions are not sufficiently included in energy scenarios. Accordingly major research challenges are revealed.
Bis zum Jahr 2050 ist in Deutschland ein ausreichender Klima- und Ressourcenschutz technisch möglich und für die Volkswirtschaft vorteilhafter als eine Referenzentwicklung ("business as usual"): Das ist die Kernbotschaft, die von einer Vielzahl vorliegender Langfrist-Energieszenarien ausgeht. Auch das aktuelle Energiekonzept (September 2010) der Regierungskoalition aus CDU/CSU und FDP formuliert - gestützt auf Szenarien - quantifizierte Leitziele, die noch vor einigen Jahren als ökologische Utopien abgetan worden wären. Ist die Energiepolitik also auf einem guten Weg? Wie weit tragen die Techniken für Energieeffizienz und Erneuerbare? Ist effizient auch suffizient? Dieser Beitrag beantwortet diese Fragen mit drei Thesen. Erstens: Die Integration von Energieeffizienz und erneuerbaren Energien ist "die Brücke" zur Nachhaltigkeit. Zweitens: Die volkswirtschaftlich attraktiven Synergien zwischen Ressourcen- und Energieeffizienz müssen gehoben werden. Drittens: Eine Strategie für mehr Ressourceneffizienz muss in eine "Kultur der Genügsamkeit" eingebettet werden.
The EU has set itself ambitious targets with regards to a significant reduction of its greenhouse gas emissions and has presented roadmaps depicting an overall decarbonisation of its economy by the middle of the century. In this context European policymakers and stakeholders are currently discussing the targets and the level of ambition of the 2030 climate and energy policy framework. The Commission is expected to present its own vision for the further development of the energy and climate policy framework in its White Paper "For a 2030 climate and energy policy framework". At this decisive point in the political debate the Wuppertal Institute presents a brief working paper that analyses some of the analytical work - particularly the underlying energy and GHG emission scenarios - behind the Commission's proposals to be presented in the forthcoming White Paper.
Zielsetzung des Forschungsprojektes war es, Klimaschutzszenarien für Deutschland zu entwickeln, die hinsichtlich ihres klimapolitischen Ziels, d.h. ihres langfristigen Emissionsminderungsbeitrags, im Wesentlichen gleich sind, die aber zum Teil auf unterschiedliche Optionen zur Reduktion der energiebedingten CO2-Emissionen setzen. Diese Klimaschutzszenarien wurden hinsichtlich sozioökonomischer und ökologischer Kriterien evaluiert und miteinander verglichen.
The final report of the research project "Power Sector Decarbonisation: Metastudy" contains the various reports prepared by Öko-Institut and Wuppertal Institute during the course of the SEFEP funded project. A key objective of the project was to make a contribution to the debates within the European Union (EU) and Member States on the EU's Energy Roadmap 2050 publication, which was released in December 2011. This objective was achieved by systematically analysing and comparing recently published scenarios on the European electricity sector commissioned by a range of different stakeholders (environmental NGOs, industry and government agencies).
Only three days after the beginning of the nuclear catastrophe in Fukushima, Japan, on 11 March 2011, the German government ordered 8 of the country's 17 existing nuclear power plants (NPPs) to stop operating within a few days. In summer 2011 the government put forward a law - passed in parliament by a large majority - that calls for a complete nuclear phase-out by the end of 2022. These government actions were in contrast to its initial plans, laid out in fall 2010, to expand the lifetimes of the country's NPPs.
The immediate closure of 8 NPPs and the plans for a complete nuclear phase-out within little more than a decade, raised concerns about Germany's ability to secure a stable supply of electricity. Some observers feared power supply shortages, increasing CO2-emissions and a need for Germany to become a net importer of electricity.
Now - a little more than a year after the phase-out law entered into force - this paper examines these concerns using (a) recent statistical data on electricity production and demand in the first 15 months after the German government's immediate reaction to the Fukushima accident and (b) reviews the most recent projections and scenarios by different stakeholders on how the German electricity system may develop until 2025, when NPPs will no longer be in operation.
The paper finds that Germany has a realistic chance of fully replacing nuclear power with additional renewable electricity generation on an annual basis by 2025 or earlier, provided that several related challenges, e.g. expansion of the grids and provision of balancing power, can be solved successfully. Already in 2012 additional electricity generation from renewable energy sources in combination with a reduced domestic demand for electricity will likely fully compensate for the reduced power generation from the NPPs shut down in March 2011.
If current political targets will be realised, Germany neither has to become a net electricity importer, nor will be unable to gradually reduce fossil fuel generated electricity. Whether the reduction in fossil fuel use will be sufficient to adequately contribute to national greenhouse gas mitigation targets significantly depends on an active policy to promote electricity savings, continuous efforts to increase the use of renewables and a higher share of natural gas (preferably used in combined heat and power plants) in fossil fuel power generation.
Die vorliegende Studie im Auftrag des Ministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes NRW liefert zunächst in Kapitel 2 einen Überblick über wichtige grundsätzliche Zusammenhänge, die für eine Diskussion der Strompreiseffekte eines beschleunigten Ausstiegs zu berücksichtigen sind und stellt etwaige Preiswirkungen in den größeren Zusammenhang weiterer, ggf. auch positiver ökonomischer Wirkungen einer beschleunigten Energiewende. In Kapitel 3 werden anschließend die bisher öffentlich verfügbaren Untersuchungen und wissenschaftlichen Stellungnahmen zu der Frage der zu erwartenden Strompreiseffekte einzeln vorgestellt und bewertet. Das Fazit in Kapitel 4 fasst schließlich den aus den verschiedenen Studien und Stellungnahmen abgeleiteten aktuellen Wissensstand zur Untersuchungsfrage zusammen und geht kurz auf mögliche politische Maßnahmen zur Begrenzung der Strompreiseffekte sowie der damit potenziell verbundenen negativen Auswirkungen ein.
In der vorliegenden Studie steht die Forschungsfrage im Mittelpunkt, ob ein vollständig auf erneuerbaren Energien beruhendes Stromsystem mit hohen Importanteilen von rund 10 bis 20 % nach heutigem Stand des Wissens als technisch-ökologisch realisierbar angesehen werden kann. Als Grundlage für die Untersuchung wird in erster Linie auf eine Reihe von Szenariostudien zurückgegriffen, die ein weitgehend treibhausgasemissionsfreies, zu 90 bis 100 % auf regenerativer Erzeugung basierendes und von hohen Stromimportanteilen gekennzeichnetes Stromsystem mit dem Zeithorizont 2050 modellieren und beschreiben. Dabei werden analog zu Szenarien für Deutschland auch vorliegende Szenarien für Europa in den Blick genommen, die für den europäischen Kontinent wesentliche Nettostromimporte aus Nordafrika vorsehen.
Für die Umsetzung der Energiewende und speziell den Ausbau erneuerbarer Energien sind nicht nur energiewirtschaftliche oder Klimaschutz-Kriterien maßgeblich. Zu einer umfassenden Nachhaltigkeitsbewertung gehört unter anderem auch die Ressourcenbewertung. Hier ist unstrittig, dass die Gesamt-Ressourceninanspruchnahme eines Energiesystems generell erheblich niedriger ist, wenn dieses nicht auf fossilen, sondern auf erneuerbaren Energien basiert (und dabei nicht hauptsächlich auf Biomasse ausgerichtet ist). Bisher wurde jedoch insbesondere der Verbrauch und die langfristige Verfügbarkeit der mineralischen Rohstoffe, die in der Regel zur Herstellung von Energiewandlern und Infrastruktur benötigt werden, wenig untersucht.
Im Rahmen des Projekts KRESSE wurde daher erstmals analysiert, welche "kritischen" mineralischen Rohstoffe für die Herstellung von Technologien, die Strom, Wärme und Kraftstoffe aus erneuerbaren Energien erzeugen, bei einer zeitlichen Perspektive bis zum Jahr 2050 in Deutschland relevant sind. Die Einschätzung als "kritisch" umfasst dabei die langfristige Verfügbarkeit der identifizierten Rohstoffe, die Versorgungssituation, die Recyclingfähigkeit und die Umweltbedingungen der Förderung. Die Studie macht deutlich, dass die geologische Verfügbarkeit mineralischer Rohstoffe für den geplanten Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland grundsätzlich keine limitierende Größe darstellt. Dabei kann jedoch möglicherweise nicht jede Technologievariante unbeschränkt zum Einsatz kommen.
Several low-carbon energy roadmaps and scenarios have recently been published by the European Commission and the International Energy Agency (IEA) as well as by various stakeholders such as Eurelectric, ECF and Greenpeace. Discussions of these studies mainly focus on technology options available on the electricity supply side and mostly omit the significant challenges that all of the scenarios impose on the energy demand side.
A comparison of 5 decarbonisation scenarios from 4 of the most relevant recent scenario studies for the EU shows that all of them imply significant efficiency improvements in traditional appliances, usually well above levels historically observed over longer periods of time. At the same time they assume substantial electrification of transportation and heating. The scenarios suggest that both of these challenges need to be tackled successfully for decarbonising the energy system.
With shares of renewable electricity reaching at least 60 % of supply in 2050 in almost all of the decarbonisation scenarios, the adaptation of demand to variable supply becomes increasingly important. This aspect of demand side management should therefore be part of any policy mix aiming for a low-carbon power system.
Based on a quantitative analysis of 5 decarbonisation scenarios and a comparison with historical evidence we derive the (implicit) new challenges posed by the current low-carbon roadmaps and develop recommendations for energy policy on the electricity demand side.
The present brief analysis provides an overview about costs and benefits of the promotion of renewable energies in the framework of the EEG. We describe the development of the EEG apportionment in recent years, and its possible development in coming years. Furthermore, the analysis examines the merits of some of the most commonly expressed points of criticism against the EEG. Finally, we examine the extent to which the calculations regarding the costs of the expansion of photovoltaics, which are often raised in the media, are correct, and how they are to be interpreted.
Die vorliegende Kurzanalyse gibt einen Überblick über die Kosten und Nutzen der Förderung erneuerbarer Energien im Rahmen des EEG. Dabei wird unter anderem auf die Entwicklung der EEG-Umlage in den letzten Jahren und ihre mögliche Entwicklung in den kommenden Jahren eingegangen. Außerdem setzt sich die Analyse mit einigen grundsätzlichen Kritikpunkten am EEG auseinander. Abschließend wird geprüft, inwieweit häufig durch die Medien aufgegriffene Berechnungen zu den Kosten des Ausbaus der Fotovoltaik zutreffend sind und wie sie zu interpretieren sind.
The Deep Decarbonization Pathways Project (DDPP) is a collaborative global initiative led by IDDRI and SDSN that aims to demonstrate how individual countries can transition to a low-carbon economy preferably consistent with the internationally agreed target of limiting the increase in global temperature to less than 2°C. Achieving this target will require a profound transformation of energy systems by mid-century, a "deep decarbonization". The project comprises 16 research teams composed of leading institutions from the world's largest GHG emitting countries: Australia, Brazil, Canada, China, France, Germany India, Indonesia, Italy, Japan, Mexico, Russia, South Africa, South Korea, United Kingdom, and United States. Each team is exploring what is required to achieve this transformation in their own country's economy while taking into account socio-economic conditions, development aspirations, infrastructure stocks, natural resource endowments, and other relevant factors.
The DDPP country study for Germany explores what is required to achieve deep decarbonization in Germany. It has been conducted by the Wuppertal Institute for Climate, Environment and Energy, with the support of Stiftung Mercator. The study discusses how the German government's target of reducing domestic GHG emissions by 80 to 95% by 2050 (versus 1990) can be reached.
The Port of Rotterdam is an important industrial cluster mainly comprising of oil refining, chemical manufacturing and power and steam generation. In 2015, the area accounted for 18 % of the Netherlands' total CO2 emissions. The Port of Rotterdam Authority is aware that the port's economy is heavily exposed to future global and EU decarbonization policies, as the bulk of its activities focuses on trading, handling, converting and using fossil fuels. Based on a study for the Port Authority, our paper explores possible pathways of how the industrial cluster can keep its strong market position in Europe and still reduce its CO2 emissions by 98 % by 2050. The "Biomass and CCS" scenario assumes that large amounts of biomass can be supplied sustainably and will be used in the port for power generation as well as for feedstock for refineries and the chemical industry. Fischer-Tropsch fuel generation plays an important role in this scenario, allowing the port to become a key cluster for the production of synthetic fuels and feedstocks in Western Europe. The "Closed Carbon Cycle" scenario assumes that renewables-based electricity will be used at the port to supply heat and hydrogen for the synthetic generation of feedstock for the chemical industry. The carbon required for the chemicals will stem from recycled waste. Technologies particularly needed in this scenario are water electrolysis and gasification or pyrolysis to capture carbon from waste, as well as technologies for the production of base chemicals from syngas. The paper compares both scenarios with regard to their respective technological choices and infrastructural changes. The scenarios’ particular opportunities and challenges are also discussed. Using possible future pathways of a major European petrochemical cluster as an example, the paper illustrates options for deep decarbonisation of energy intensive industries in the EU and beyond.
Die sog. Klimapfadestudie und ihre Szenarien haben in der Öffentlichkeit ein breites Echo gefunden, nicht zuletzt weil der BDI damit erstmals eine eigene detaillierte Untersuchung der Machbarkeit der deutschen Klimaschutzziele vorlegt und offensiv in die Diskussionen um die langfristige Transformation des Energiesystems einsteigt. Während der BDI in der Mai-Ausgabe der "et" bereits wesentliche Ergebnisse vorgestellt hat, werden die Szenarien der Studie in diesem Artikel mit anderen vorliegenden Klimaschutzszenarien verglichen.
The Paris Agreement calls on all nations to pursue efforts to contribute to limiting the global temperature increase to 1.5 °C above pre-industrial levels. However, due to limited global, regional and country-specific analysis of highly ambitious GHG mitigation pathways, there is currently a lack of knowledge about the transformational changes needed in the coming decades to reach this target. Through a meta-analysis of mitigation scenarios for Germany, this article aims to contribute to an improved understanding of the changes needed in the energy system of an industrialized country. Differentiation among six key long-term energy system decarbonization strategies is suggested, and an analysis is presented of how these strategies will be pursued until 2050 in selected technologically detailed energy scenarios for Germany. The findings show, that certain strategies, including the widespread use of electricity-derived synthetic fuels in end-use sectors as well as behavioral changes, are typically applied to a greater extent in mitigation scenarios aiming at high GHG emission reductions compared to more moderate mitigation scenarios. The analysis also highlights that the pace of historical changes observed in Germany between 2000 and 2015 is clearly insufficient to adequately contribute to not only the 1.5 °C target, but also the 2 °C long-term global target.
Die Energiewende stellt einen ambitionierten und zugleich hochkomplexen Transformationsprozess dar. Der vorliegende Artikel stellt acht Thesen auf, die dabei helfen können, die Herausforderungen besser zu verstehen und Ansatzpunkte für zukünftiges Handeln zu identifizieren sowie Forschungsbedarf aufzuzeigen.
The experience curve theory assumes that technology costs decline as experience of a technology is gained through production and use. This article reviews the literature on the experience curve theory and its empirical evidence in the field of electricity generation technologies. Differences in the characteristics of experience curves found in the literature are systematically presented and the limitations of the experience curve theory, as well as its use in energy models, are discussed. The article finds that for some electricity generation technologies, especially small-scale modular technologies, there has been a remarkably strong (negative) relationship between experience and cost for several decades. Conversely, for other technologies, especially large-scale and highly complex technologies, the experience curve does not appear to be a useful tool for explaining cost changes over time. The literature review suggests that when analysing past cost developments and projecting future cost developments, researchers should be aware that factors other than experience may have significant influence. It may be worthwhile trying to incorporate some of these additional factors into energy system models, although considerable uncertainties remain in quantifying the relevance of some of these factors.
Decarbonisation of energy systems requires deep structural change. The purpose of this research was to analyse the rates of change taking place in the energy systems of the European Union (EU), in the light of the EU's climate change mitigation objectives. Trends on indicators such as energy intensity and carbon intensity of energy were compared with decadal benchmarks derived from deep decarbonisation scenarios for the electricity, residential, transport, and industry sectors. The methodology applied provides a useful and informative approach to tracking decarbonisation of energy systems. The results show that the EU has made significant progress in decarbonising its energy systems. On a number of indicators assessed the results show that a significant acceleration from historical levels is required in order to reach the rates of change seen on the future benchmarks for deep decarbonisation. The methodology applied provides an example of how the research community and international organisations could complement the transparency mechanism developed by the Paris Agreement on climate change, to improve understanding of progress toward low-carbon energy systems.
Nach den G7-Beschlüssen von Elmau und dem Klimaabkommen von Paris im Jahr 2015 ist das Thema der langfristigen Dekarbonisierung der Energiesysteme der Industrieländer in den Vordergrund der politischen und wissenschaftlichen Diskussion gerückt. Japan und Deutschland stehen als führende Industrienationen vor ähnlichen Herausforderungen, gleichzeitig können sich aber auch für beide Länder wirtschaftliche Entwicklungschancen aus der Dekarbonisierung ergeben. Aus diesem Grund bietet sich eine verstärkte Kooperation und die Initiierung gegenseitiger Lernprozesse besonders an. Die vorliegende Metaanalyse ambitionierter Klimaschutzszenarien für Japan und Deutschland stellt mit der Diskussion von langfristigen Dekarbonisierungsstrategien in beiden Ländern einen ersten Schritt in diese Richtung dar.
Die quantitative Analyse hat gezeigt, dass die Untersuchungsschwerpunkte der Szenarien - sowohl für Deutschland als auch für Japan - vielfach auf den THG-Emissionen des Energiesystems liegen. Die THG-Emissionen anderer Sektoren werden seltener und wenn, dann oft in geringerer Detailtiefe berücksichtigt. Der Vergleich von ambitionierten Dekarbonisierungsszenarien mit THG-Minderungszielen von 80 bis 100 Prozent zeigt in vielen Bereichen für Japan und Deutschland tendenziell recht ähnliche Entwicklungen und Strategien auf. Es wird deutlich, dass in beiden Ländern erhebliche Änderungen insbesondere im Energiesystem notwendig sind, um die anvisierten mittel- und langfristigen THG-Minderungsziele zu erreichen. Es werden ähnliche Annahmen zu Bevölkerungsentwicklung und Wirtschaftsentwicklung getroffen und es werden vergleichbare Entwicklungstrends bei vielen Ausprägungen des Energiesystems deutlich. Unterschiede zwischen den deutschen und japanischen Szenarien sowie zwischen den Szenarien der einzelnen Länder bestehen hingegen vor allem in Bezug auf Geschwindigkeit, Umfang und die Zusammensetzung der Strategieelemente.
As part of this dissertation, a categorisation of the social costs of electricity supply is suggested. The following three main cost categories are differentiated: plant-level costs, system costs and external costs. Different types of costs are allocated to these categories and are examined and quantified (to the extent possible) for several power generation technologies. The limits of monetizing certain types of costs are also discussed. In a further step, and based on a large number of empirical studies, individual factors that have had a significant influence on the development of plant-level costs in the past, are identified and categorized. Finally, based on an online survey conducted among energy modellers, the dissertation examines to what extent the identified relevant types of costs and cost-influencing factors are taken into account in different types of energy models.
On behalf of the Port of Rotterdam Authority, the Wuppertal Institute developed three possible pathways for a decarbonised port of Rotterdam until 2050. The port area is home to about 80 per cent of the Netherlands' petrochemical industry and significant power plant capacities. Consequently, the port of Rotterdam has the potential of being an international leader for the global energy transition, playing an important role when it comes to reducing CO2 emissions in order to deliver on the EU's long-term climate goals.
The three decarbonisation scenarios all built on the increasing use of renewables (wind and solar power) and the adoption of the best available technologies (efficiency). The analysis focuses on power plants, refineries and the chemical industry, which together are responsible for more than 90 per cent of the port area's current CO2 emissions.
The decarbonisation scenarios describe how CO2 emissions could be reduced by 75 to 98 per cent in 2050 (compared to 2015). Depending on the scenario, different mitigation strategies are relied upon, including electrification, closure of carbon cycles or carbon capture and storage (CCS). The study includes recommendations for local companies, the Port Authority as well as policy makers. In addition, the study includes a reference scenario, which makes it clear that a "business as usual" mentality will fall well short of contributing adequately to the EU's long-term climate goals.
Various electricity generation technologies using different primary energy sources are available. Many published studies compare the costs of these technologies. However, most of those studies only consider plant-level costs and do not fully take into account additional costs that societies may face in using these technologies. This article reviews the literature on the costs of electricity generation technologies, aiming to determine which types of costs are relevant from a societal point of view when comparing generation technologies. The paper categorises the relevant types of costs, differentiating between plant-level, system and external costs as the main categories. It discusses the relevance of each type of cost for each generation technology. The findings suggest that several low-carbon electricity generation technologies exhibit lower social costs per kWh than the currently dominant technologies using fossil fuels. More generally, the findings emphasise the importance of taking not only plant-level costs, but also system and external costs, into account when comparing electricity generation technologies from a societal point of view. The article intends to inform both policymakers and energy system modellers, the latter who may strive to include all relevant types of costs in their models.
Relevante Fragen rund um die Möglichkeiten und Erfordernisse der Reduzierung und Beendigung der Kohleverstromung werden seit mehreren Jahren diskutiert. Dabei sind eine Fülle von Strategien, Analysen und Argumenten entwickelt worden, wie die Reduzierung und Beendigung der energetischen Nutzung von Kohle auf der Zeitachse umgesetzt und strukturpolitisch flankiert werden könnte. Der vorliegende "Kohle-Reader" greift die vorliegenden Analysen auf und gibt einen Überblick über den Diskussionsstand. Er soll über Fakten und Zusammenhänge informieren, das Für und Wider für einzelne Handlungsoptionen benennen und dazu den jeweiligen wissenschaftlichen Hintergrund aufzeigen. Er hat den Anspruch wissenschaftlich-neutral zu sein und er soll in Sprache und Darstellung prägnant und für die nicht zuvor im Detail mit den Themen befassten Leserinnen und Leser gut verständlich sein, ohne unzulässig zu verkürzen oder zuzuspitzen.
