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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.
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.
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.
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 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.
Transformation in der Industrie : Herausforderungen und Lösungen für erneuerbare Prozesswärme
(2023)
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.
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.
Bewegende Energie - das charakterisiert den beruflichen und akademischen Lebensweg von Peter Hennicke. Seine bis heute andauernde Arbeit zur Energiewende hat vieles in Bewegung gebracht. Er hat den Begriff "Energiewende" zwar nicht erfunden, aber maßgeblich mitgeprägt. Weil ihn dieses Ziel so erfüllt und sein Engagement so voller positiver Energie ist, begeistert und bewegt er die Menschen, die mit ihm zusammenwirken, und häufig auch diejenigen, die seinen Ideen zunächst skeptisch oder kritisch gegenüberstehen.
Die Autorinnen und Autoren dieses Buches stellen wesentliche Ideen und wissenschaftliche Konzepte von Peter Hennicke entlang ihrer beruflichen und wissenschaftlichen Aktivitäten vor. Damit gelingt es ihnen, sowohl 40 Jahre Energiewende und Transformation zur Nachhaltigkeit nachzuzeichnen als auch Impulse und eine Agenda für die zweite Phase der Energiewende zu setzen.
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.
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.
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.
Die Grundstoffindustrie steht derzeit vor großen Herausforderungen. Die Unternehmen müssen die akuten dramatischen Folgen der Coronakrise bewältigen, aber auch bereits in den nächsten Jahren in neue klimafreundliche Technologien investieren, um das Ziel einer klimaneutralen Wirtschaft im Jahr 2050 zu erreichen. Im Fachforum Energieintensive Grundstoffindustrie beim Grünen Wirtschaftsdialog diskutierten Akteure aus Wirtschaft, Politik und Wissenschaft, welche politischen Instrumente die Transformation der Industrie unterstützen und die notwendigen Investitionen ermöglichen können. Vom Wuppertal Institut wurde für das Fachforum ein Scoping Paper erstellt, welches den Stand der aktuellen Fachdiskussion zu zentralen Politikinstrumenten zusammenfasst und die wichtigsten offenen Ausgestaltungsfragen diskutiert. Das Papier wurde im Austausch mit den Akteuren im Fachforum entwickelt und in mehreren Sitzungen des Forums vorgestellt und diskutiert. Inhaltlicher Schwerpunkt sind Instrumente für faire internationale Wettbewerbsbedingungen, Carbon Contracts for Difference, und Ansätze für Energiepreisreformen.
Dieses Wuppertal Paper dient dazu, a) die mögliche Klimaschutzwirkung eines CO2-Preises zu analysieren, allein und im Gesamtpaket von Instrumenten zum Klimaschutz, b) die Möglichkeiten der Mittelverwendung zu analysieren und zu bewerten, c) dadurch den Dschungel der Argumente und Motivationen in den bestehenden Vorschlägen zu lichten und d) aus der Analyse ein Modell zu skizzieren, das den Anforderungen von Klimaschutz und sozialer Gerechtigkeit sowie Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit am besten gerecht wird und damit der Bundesregierung als Anregung bei der Entscheidung über Einführung und Ausgestaltung eines CO2-Preises dienen kann.
In dem Papier werden diese Fragen anhand von neun Thesen mit einem abschließenden Fazit ergründet. Daraus wird deutlich:
Ein CO2-Preis kann sektorale Ziele und Instrumente nicht ersetzen. Seine volle Wirkung kann er nur entfalten, wenn er komplementär zu sektorspezifischen Klimaschutzinstrumenten eingeführt wird. Nur wenn für diese Instrumente ein guter Teil der Einnahmen aus der CO2-Steuer eingesetzt wird, sind die Klimaziele erreichbar. Die Ziele werden dadurch mit weitaus geringerem CO2-Preis bei gleichzeitig höheren Kostenentlastungen für Verbraucherinnen und Verbraucher, Unternehmen und sogar die öffentlichen Haushalte erreichbar, als wenn die Politik allein auf einen CO2-Preis setzen würde.
Ein CO2-Preis ist ein zentrales Instrument, um eine umfassende Dekarbonisierung der Wirtschaft zu ermöglichen und zu erleichtern. Sie kann durch verschiedene Instrumente umgesetzt werden, insbesondere in Form einer CO2-Steuer. Es ist jedoch wichtig, dass ein CO2-Preis allein - aufgrund der vielfältigen Hindernisse (einschließlich nicht ökonomischer Hemmnisse) - die sektoralen Ziele und Instrumente nicht ersetzen kann. Vielmehr muss er komplementär zu sektorspezifischen Klimaschutzinstrumenten eingeführt werden. Der Artikel gibt Auskunft darüber, wie ein CO2-Preis konkret und angemessen ausgestaltet werden kann.
Am 26. Januar 2019 hat die Kommission "Wachstum, Strukturwandel und Beschäftigung" beschlossen, dass in Deutschland bis spätestens 2038 keine Kohlekraftwerke mehr betrieben werden sollen. Das Wuppertal Institut nimmt in diesem Papier Stellung zu den Ergebnissen der Kommission und gibt Empfehlungen für die nun notwendigen Schritte für die Klima- und Innovationspolitik in Europa, Deutschland und Nordrhein-Westfalen.
Die voranschreitende Umstellung des Energiesystems von einer "additiven Rolle" regenerativer Energien hin zu deren Dominanz wirft zahlreiche Fragestelllungen auf, für deren Beantwortung in zunehmendem Maße Modellierungsansätze gewählt werden. Vor diesem Hintergrund ist in den letzten Jahren eine große Anzahl von modellbasierten Szenarioanalysen des deutschen Energiesystems entstanden. Da sie zum Teil sehr unterschiedliche Ergebnisse erzielen, die nur schwer miteinander vergleichbar sind, erschwert dies die Weiterentwicklung des Zukunftswissens zur Energiewende und auch die gegenseitige Qualitätssicherung der Ergebnisse.
Vor diesem Hintergrund hat das Wuppertal Institut zusammen mit den Partnern Fraunhofer ISE und DLR das RegMex-Projekt durchgeführt. Ziel des Projektes war zum einen die inhaltliche Weiterentwicklung der Diskussion zur Ausgestaltung der Energiewende. Zum anderen sollte durch den Modellvergleich eine höhere Transparenz der teilnehmenden Modelle erreicht werden, um die Implikationen und Auswirkungen verschiedener Modellansätze besser differenzierten zu können.
Im Modellexperiment 1 wurden für zwei Szenarien (Zielszenario und Ambitioniertes Szenario) das Gesamtsystem mit Hilfe von drei Energiesystemmodellen und im Modellexperiment 2 das Stromsystem und flexible Sektorenkopplung mit Hilfe von vier Stromsystemmodellen modelliert. In einem weiteren Arbeitspaket wurden "Disruptive Elemente" identifiziert und analysiert, die gravierende Auswirkungen auf das Energiesystem haben können. Die Modellexperimente zeigen klar, dass die Einordnung und Interpretation von Modellergebnissen nicht losgelöst von den Modellen und deren methodischen Unterschieden erfolgen darf.
Im Forschungsprojekt "Landscaping" untersuchte das Wuppertal Institut die für Nordrhein-Westfalen aus heutiger Sicht denkbaren Technologieansätze, die dafür nötigen politischen Rahmenbedingungen sowie mögliche Innovationen entlang der Wertschöpfungsketten. Bestandteil des Berichts sind Steckbriefe, in denen die möglichen Technologien für treibhausgasneutrale Industrieprozesse samt offener Forschungsfragen und Infrastrukturbedarfe dargestellt sind. Das Projekt entstand im Auftrag des Ministeriums für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen.
Energiesuffizienz ist neben Energieeffizienz ein zweiter Weg, den Energieverbrauch zu reduzieren. Während Energieeffizienz bei unverändertem Nutzen den Energieinput senkt, ist Energiesuffizienz eine Strategie mit dem Ziel, die Menge an technisch bereitgestellter Energie durch Veränderungen der Quantität oder Qualität des Nutzens aus Energie auf ein nachhaltiges Maß zu begrenzen oder zu reduzieren. Das kann durch Reduktion, Substitution oder Anpassung des Nutzens an den Bedarf im Alltag geschehen. Viele Haushalte praktizieren schon Energiesuffizienz, aber die Hemmnisse für eine stärkere Nutzung sind groß. Auch die Energiesuffizienz im Haushalt benötigt daher eine Flankierung durch die Politik. Im BMBF-Projekt "Energiesuffizienz" wurde daher erstmals eine integrierte Energiesuffizienzpolitik untersucht, die insbesondere den Stromverbrauch in den privaten Haushalten adressiert.
Vor dem Hintergrund der europäischen Klimaschutzziele bis 2050 und der damit erforderlichen Dekarbonisierung der Wirtschaft werden in dem Vorhaben die Weiterentwicklungsoptionen der europäischen Energieeffizienzpolitiken untersucht. Es werden die Sektoren private Haushalte, Verkehr und Industrie betrachtet sowie der förderliche Rahmen, d. h. auch sektorübergreifende Instrumente. In den vorgeschlagenen Politikpaketen soll sich die Vielfalt der Instrumententypen abbilden. Neben Best-Practice-Beispielen liegen Länderstudien für drei große Volkswirtschaften der EU vor (Deutschland, Frankreich, Italien) und mit Polen auch eine Länderstudie für einen Mitgliedstaat aus dem mittelosteuropäischen Raum.
Die Energiewende regional gestalten : auf dem Weg zu einer Energiewende-Roadmap im Ruhrgebiet
(2017)
Diese Broschüre ist ein Produkt des Rahmenprogramms zur Umsetzung der Energiewende in den Kommunen des Ruhrgebiets: Die Aufgabe des Projektes bestand darin auszuloten, in welcher Weise Kommunen ihre Handlungskapazitäten zur Umsetzung der Energiewende in der Region bewahren beziehungsweise perspektivisch erweitern können.
Das Rahmenprogramm steuerte in seiner dreijährigen Projektlaufzeit (2013-2016) einen Beitrag zur Analyse der Handlungsfähigkeit von Kommunen im Ruhrgebiet zur Umsetzung der Energiewende bei und systematisierte bisherige Handlungsansätze in der Region. Es setzte an bestehenden Rahmenbedingungen an und versuchte, in Zusammenarbeit mit regionalen Akteurinnen und Akteuren künftige Handlungsansätze für eine langfristig angelegte Umsetzung der Energiewende in der Region zu identifizieren. Das vorliegende Dokument führt Ergebnisse des Projektes zusammen und formuliert strategische Hinweise für die weitere Umsetzung der Energiewende im Ruhrgebiet.
Der Abschlussbericht des dritten Arbeitspakets im Projekt "Energiesuffizienz" entwickelt aufbauend auf den Erkenntnissen der vorhergehenden Projektarbeiten Empfehlungen für ein integriertes Paket von Energiesuffizienzpolitiken im Feld Bauen/Wohnen. Der Fokus liegt auf dem Stromverbrauch in Haushalten. Dafür werden zunächst Leitlinien für die Governance von Energiesuffizienz und eine Methodik für die analytische Herleitung einer Energiesuffizienzpolitik entwickelt. Diese Analyse betrachtet Mikro- (Individuum) und Mesoebene (Haushalts-/Versorgungsökonomie). In sieben Schritten wird ein integriertes Politikpaket für Energieeffizienz und Energiesuffizienz entwickelt und eine juristische Kurzeinschätzung gegeben. Das Paket umfasst unter anderem eine Weiterentwicklung von Ökodesign und EU-Energielabel, eine integrierte Energieberatung sowie Förderprogramme für Geräte, die einen suffizienten Gebrauch ermöglichen, und für ressourceneffiziente Dienstleistungen, die Geräte im Haushalt ersetzen können. Zudem werden als Teil des Politikpakets auch übergreifende Politikansätze (Stromkundenkonto, Politikinstrumente zur Begrenzung des Wachstums der Pro-Kopf-Wohnflächen) analysiert.
Der Endbericht stellt die Ergebnisse des Projekts "Energiesuffizienz - Strategien und Instrumente für eine technische, systemische und kulturelle Transformation zur nachhaltigen Begrenzung des Energiebedarfs im Konsumfeld Bauen/Wohnen" dar. In dem Projekt wurde untersucht, wie energiesuffiziente Alltagsroutinen, soziale Praktiken und Lebensstilaspekte mit den sozialen und ökologischen Anforderungen an eine nachhaltige Entwicklung in Einklang gebracht werden können und wie die strukturellen und politischen Rahmenbedingungen gestaltet werden müssen, so dass Energiesuffizienz im Alltag akzeptabler und praktikabler wird. Für die drei prinzipiellen Energiesuffizienz-Ansätze Reduktion, Substitution und Anpassung wurden Reduktionspotenziale für den Haushaltsstromverbrauch quantifiziert. Für ausgewählte Anwendungsfelder wurden die Ergebnisse in Form von Suffizienzspektren dargestellt. Anschließend wurden Politikansätze zur Unterstützung von Energiesuffizienz in Privathaushalten analysiert und Vorschläge für ein integriertes Paket von Politikinstrumenten für Energieeffizienz und -suffizienz entwickelt. Die Erkenntnisse des Projektes sind unter anderem in einen internetbasierten Haushalts-Strom-Check, in ein Handbuch zur nachhaltigen Produktgestaltung für die Geräteindustrie und in die Entwicklung von Vorschlägen für nationale und EU-Instrumente zur Reduktion des Stromverbrauchs und zur Förderung des kommunalen Klimaschutzes eingeflossen.
Im Rahmen der Energiewende haben sich erneuerbare Energien zur Stromerzeugung in Deutschland bereits etabliert. Um jedoch das volle Potenzial der Reduktion von fossilen Energien und Treibhausgasen (THG) auszuschöpfen, muss aus der Energiewende auch eine Wärmewende werden. Der Energieeinsatz für die Wärmebereitstellung der Industrie betrug im Jahr 2012 etwa 535 TWh (22 % des Endenergiebedarfs Deutschlands), hauptsächlich bereitgestellt durch Erdgas (48 %) und Steinkohle (17 %) 1. Damit wurden für die Wärmebereitstellung im Industriesektor rund 159 Mio. t CO2-äq emittiert, was 17 % der THG-Emissionen Deutschlands entspricht.
Aufgrund der Vielseitigkeit der einzelnen Branchen und Wärmeanwendungen im Industriesektor kann dieser Beitrag nur beispielhaft einzelne Komponenten für eine Wärmewende aufzeigen, die auch wiederum die Aktivitäten der einzelnen Autoren widerspiegeln. Ausgehend von einer nationalen Betrachtung und expliziten Modellierungsergebnissen für die energieintensive Industrie in NRW, werden einzelne Potenziale und Aktivitäten im Bereich der Wärmebereitstellung, -speicherung und -integration behandelt.
Eine Analyse der deutschen Energie- und Klimapolitik hat ergeben:
Nur im Maßnahmenfeld "Ausbau der Erneuerbaren Energien im Strombereich" wird voraussichtlich das Ziel ereicht. Dagegen wird in allen anderen Maßnahmenfeldern das Ziel verfehlt oder es bestehen Wirkungsdefizite der eingesetzten Politikinstrumente. Das betrifft insbesondere die Energieeffizienz auf der Nachfrageseite, aber auch die Kraft-Wärme-Kopplung und Erneuerbare Energien-Wärme. Für die Maßnahmenfelder "Fluorierte Treibhausgase", "Industrieprozesse" und "Landwirtschaft" müssen überhaupt erst verbindliche Reduktionsziele festgelegt und Politikinstrumente eingeführt werden.
Staatliche Regulierung ist verpönt. Häufig läuft es dann auf den Appell hinaus: Jeder einzelne Bürger habe es selbst in der Hand. Doch die Alltagsroutinen sind in der Regel mächtiger als das Umweltbewusstsein. Beim Marmor für das Badezimmer spielen Amortisationszeiten keine Rolle. Die solare Warmwasseranlage ist dagegen oftmals "zu teuer". Gesetzliche Standards hingegen verselbstständigen Energieeffizienz und den Ausbau erneuerbarer Energien. Sie machen "Öko zur Routine". Dieser Artikel beschreibt die Notwendigkeit für das Schaffen neuer Routinen und zeigt wie dies durch Standards, Limits und faire Umsetzungsbedingungen sowie attraktive Alternativangebote zum gegenwärtigen, häufig nicht nachhaltigen Verhalten auch möglich ist.
Das Projekt "Ressourcenpolitik" (PolRess) begleitete die Debatte um die anspruchsvolle Ressourcenpolitik, zu der sich Deutschland verpflichtet hat, aus politikwissenschaftlicher, juristischer und ökonomischer Perspektive und setzte dabei auch selbst Impulse.
Der Abschlussbericht fasst Überlegungen des Projektteams für die Weiterentwicklung der Ressourcenpolitik zusammen. Darin heißt es unter anderem, dass das in der Nachhaltigkeitsstrategie erfasste Ziel der Bundesregierung, die Rohstoffproduktivität bis zum Jahr 2020 gegenüber 1994 zu verdoppeln, wohl nicht ohne drastische Maßnahmen (wie einem Ausstieg aus der Braunkohle) erreicht werden kann. Da das hiesige und derzeitige Niveau der Materialnutzung weder global verallgemeinerbar noch langfristig tragfähig ist, müsste die abiotische Materialnutzung Deutschlands (einschließlich der ungenutzten Entnahmen) um bis zu 80 Prozent bis 2050 reduziert werden.
Die Energiewende in Deutschland ist ein seit Jahren viel diskutiertes Thema. Neben dem Wandel der Energieerzeugungssysteme hin zu regenerativen Energiequellen muss auch eine Steigerung der Energieeffizienz stattfinden. Nur durch Adaption beider Seiten der Erzeugung als auch des Verbrauchs, lassen sich die Herausforderungen meistern.
Energieeffizienz weltweit : energieeffiziente Gebäude als Schlüssel für eine nachhaltige Entwicklung
(2015)
Rund ein Drittel der weltweiten energiebezogenen CO2-Emissionen sind auf den Verbrauch durch Gebäude zurückzuführen. Ohne eine sogenannte Gebäudewende sind die notwendigen CO2-Einsparungen nicht zu ereichen. Eine Internetplattform bündelt das weit verstreute Wissen zu diesem Thema und bietet Orientierung.
Dass die Energiewende überall in den Regionen erhebliche Dynamiken und Innovationen hervorruft, hat einmal mehr das Leuphana Energieforum 2014 gezeigt. Trotz des politischen Gegenwinds bleiben die Bürgerenergieakteure extrem wichtig für die Akzeptanz der Energiewende und deren erfolgreiche Ausdehnung auf Wärmebereitstellung und Verkehr.
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.
In diesem Gutachten wurde untersucht, welche Optionen zur Gestaltung eines marktbasierten haushaltsunabhängigen Verpflichtungsansatzes zur CO2-Minderung im deutschen Gebäudebestand bestehen. Die Analyse erfolgte technologieoffen und berücksichtigte neben Sanierungsmaßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz auch einen verstärkten Einsatz CO2-armer/erneuerbarer Energien. Das Verpflichtungssystem soll in der Lage sein, die bestehenden Treibhausgas (THG)-Minderungsziele im Gebäudebestand möglichst kostengünstig auf kurz- und langfristig sinnvolle Weise zu erreichen und sich gut in das bestehende Förderinstrumentarium integrieren lassen.
Als Grundlage für die Praxishilfe "Klimaschutz in der räumlichen Planung" wurde im Auftrag des Umweltbundesamtes eine Reihe von Konzepten, Plänen und Programmen auf teil- bzw. gesamtstädtischer, regionaler und Landesebene untersucht, die für die Integration des Klimaschutz in die räumliche Planung beispielhaft sind. Es handelt sich im Schwerpunkt um formelle Instrumente (Bebauungs- und Flächennutzungspläne, Regionalpläne, Landesentwicklungspläne). Komplementär wurden auch informelle Instrumente untersucht, die die fachliche Grundlage für eine integrierte und effektive Bearbeitung des Klimaschutzes in der förmlichen Raumplanung darstellen (v.a. Energieversorgungs- und Klimaschutzkonzepte).
Die Entscheidung für ein von volatilen Erzeugungsquellen dominiertes Stromsystem stellt an die Stabilisierung des Systems neue Anforderungen. Zugleich bieten sich neue Optionen. Die bisherige Asymmetrie, nach der für die Stabilisierung die Kraftwerksseite verantwortlich sei, ist überkommene Praxis, deswegen auch heute habituell naheliegend, aber vermutlich nicht länger effizient. Die im Titel genannten nachfrageseitigen Ausgleichsoptionen (SE & DSM) bieten sich an. Im Beitrag wird deren Potential abgeschätzt. In vier Gestaltungsfeldern wird zudem gefragt, ob die bislang von der Politik gegebenen rechtlichen Mandate konsequent SE & DSM als Option berücksichtigen. Das Ergebnis ist viermal (weitgehende) Fehlanzeige.
Mit Steigerungen der Energie- und Ressourceneffizienz sind gelegentlich sog. Rebound-Effekte verbunden. Die durch die Effizienzsteigerung eingesparten Kosten führen dann durch verstärkte Nutzung oder zusätzlichen Konsum und damit verbundener Produktion zu weiterem Energie- und Ressourcenverbrauch. Obwohl oft und gerne vergessen wird, dass Rebound-Effekte durchaus auch Indikatoren positiver Entwicklungen sind, reduzieren sie unstrittig erzielte Effizienzgewinne. Aber welchen Umfang haben diese Effekte überhaupt? Und gibt es Möglichkeiten, ihren Einfluss zu schmälern?
Vor dem Hintergrund der Richtlinie zu Endenergieeffizienz und Energiedienstleistung (2006/32/EC, ESD) hat die Bundesregierung im September 2007 einen nationalen Energieeffizienz Aktionsplan (NEEAP) vorgelegt. Für den bundesdeutschen Kontext besteht in diesem Zusammenhang nun die Herausforderung zur Entwicklung eines bundesweiten ESD-Evaluations- und Monitoringsystems, welches ein vom Akteur unabhängiges Verfahren zum Nachweis erzielter Einsparungen bereitstellt. Die Qualität des Verfahrens muss dabei durch entsprechende Regelungen und Maßnahmen gesichert werden. Der Bericht beschreibt in Anlehnung an das Projekt EMEEES (Evaluierung und Monitoring für die EU-Richtlinie zu Endenergieeffizienz und Energiedienstleistung), wie erzielte Endenergieeinsparungen aus der Umsetzung des deutschen NEEAPs nachgewiesen werden können. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Entwicklung von geeigneten Bottom-up Methoden, die sowohl die erzielten Gesamteinsparungen als auch zusätzliche Einsparungen berechnen können. Zudem wird eine Berechnung von so genannten Early Energy Savings ermöglicht.
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.
Klimaschutzkonzept für den Kreis Nordfriesland : Vertiefungsband ; die Energie- und CO2-Bilanz
(2011)
In der dreijährigen Forschungspartnerschaft "Infrafutur" kooperierten das Wuppertal Institut, dreizehn Unternehmen der kommunalen Wirtschaft und der Verband kommunaler Unternehmen. Sie untersuchten, welche Strategien geeignet sind, um die Ver- und Entsorgung von privaten Haushalten und der Wirtschaft in den Sparten Energie, Wasser/Abwasser und Abfall zu sichern und zu stärken. Zu diesem Zweck wurden in Form von Szenarien die Zukunftsaussichten kommunalwirtschaftlicher Infrastrukturunternehmen im Spannungsfeld von Wettbewerb, Klimaschutz und Qualität intensiv analysiert. Die Methoden der Forschungspartnerschaft "Infrafutur" können auch von anderen kommunalwirtschaftlichen Unternehmen gewinnbringend eingesetzt werden. Dieser Endbericht in Buchform stellt die erarbeiteten strategischen Konzepte einem breiten Kreis für die Umsetzung zu Verfügung. Als ein wesentliches Ergebnis wurde herausgearbeitet, dass Dezentralität als Leitprinzip und der Ausbau dezentraler Infrastrukturen eine entscheidende Grundlage für eine nachhaltige und umfassende Qualitätssicherung in den Sparten Energie, Wasser/Abwasser und Abfall bilden. Die von kommunalwirtschaftlichen Unternehmen erbrachte Daseinsvorsorge überwindet die einseitige Orientierung am Shareholder Value zugunsten eines Beitrags zur Sicherung der natürlichen Lebensgrundlagen durch Klima- und Ressourcenschutz. Sie fördert die Vielfalt von Akteuren und kann die Ausweitung oligopolistischer Strukturen begrenzen. Zudem verstärkt sie die Kundenbeziehung, mobilisiert Potenziale vor Ort bei den erneuerbaren Energien, bei Energie- und Materialeffizienz und reduziert den Import von Energie und Rohstoffen. Die Szenarienanalysen zeigen jedoch auch, dass diese positiven Beiträge und Perspektiven dezentraler Infrastrukturen sich nicht im Selbstlauf ergeben, sondern dass im EU- und nationalen Maßstab förderliche Rahmenbedingungen in der Klima-, Energie-, Abfall- und Wasserpolitik geschaffen werden müssen.
Vor dem Hintergrund des Klimawandels und der Verknappung fossiler Ressourcen haben nachwachsende Rohstoffe in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen. Insbesondere die Bioenergie hat durch staatliche Fördermaßnahmen viel Aufmerksamkeit erfahren. Mit der Ausweitung der energetischen Nutzung von Biomasse sollen Beiträge zum Klimaschutz durch die Vermeidung von Treibhausgasen geleistet, die Versorgungssicherheit soll durch Ersatz der knapper werdenden fossilen Ressourcen erhöht und der ländliche Raum gestärkt werden. Die selben Argumente lassen sich auch für die stoffliche Nutzung von Biomasse heranziehen. Auch wenn diese etwas aus dem Blickfeld der energiebezogenen Diskussion geraten ist, kann hier in den nächsten Jahren ein erhebliches Marktwachstum erwartet werden. Biomasse als erneuerbare Ressource kann in Land- und Forstwirtschaft aber nur begrenzt bereitgestellt werden. Dies gilt umso mehr, als bestimmte Nachhaltigkeits-Anforderungen eingehalten werden müssen. Der zu erwartenden Nachfragesteigerung für nachwachsende Rohstoffe (Nawaro) steht damit eine limitierte Verfügbarkeit entgegen. Aus dieser leitet sich die Forderung nach einer möglichst effizienten Verwertung ab. In diesem Zusammenhang fällt immer häufiger der Begriff der Kaskadennutzung von Nawaro als möglicher Lösungsansatz. Dieses Konzept kann im Wesentlichen als eine Hintereinanderschaltung von (mehrfacher) stofflicher und energetischer Nutzung desselben Rohstoffs gesehen werden und schafft so eine Verbindung von Material- und Energiesektor. Das Prinzip der Kaskadennutzung ist damit ein Ansatz zur Steigerung der Rohstoffeffizienz von nachwachsenden Rohstoffen und zur Optimierung der Flächennutzung. Das Ziel des vorliegenden Berichts ist es, die Option "Kaskadennutzung" strategisch, differenziert und ganzheitlich zu beleuchten. Im Rahmen der Projektarbeit sind daher Anforderungen an eine nachhaltige Kaskadennutzung von Nawaro abgeleitet und Schlussfolgerungen zu deren Ausgestaltung gezogen worden, um die Potenziale von Biomasse hochwertig und erfolgreich zu nutzen.
In diesem Papier wird über den Ansatz und die Ergebnisse der Forschungspartnerschaft "Perspektiven dezentraler Infrastrukturen im Spannungsfeld von Wettbewerb, Klimaschutz und Qualität (INFRAFUTUR)" berichtet. INFRAFUTUR - das steht für die Zukunft der dezentralen Infrastrukturen. Es wurde danach gefragt, welche Strategien geeignet sind, um die Ver- bzw. Entsorgung von privaten Haushalten und der Wirtschaft mit Dienstleistungen in den Sparten Energie, Wasser/Abwasser und Abfall zukunftsfähig zu sichern. Dabei konzentrierte sich die Analyse auf kommunalwirtschaftliche Unternehmen als Akteure.
Dieser Spartenband beinhaltet die wichtigsten Ergebnisse, die im Rahmen der Forschungspartnerschaft INFRAFUTUR in der Sparte Energie erarbeitet worden sind. In insgesamt 14 Kapiteln, die dem logischen Aufbau der Untersuchungen in der dreijährigen Partnerschaft folgen, werden für die Sparte Energie die Perspektiven dezentraler Infrastrukturen im Spannungsfeld von Wettbewerb, Klimaschutz und Qualität aufgezeigt. Schwerpunkt des Projektes war eine SWOT-Analyse, d.h. eine umfangreiche Analyse der Vor- und Nachteile einer dezentralen Organisation der Infrastrukturdienstleistungen sowie der Chancen und Gefahren für verschiedene kommunale Unternehmenstypen. Die Ergebnisse bildeten die Basis für die Strategieentwicklung, die in den Kapiteln 13 und 14 dargestellt wird. Um relevante Strategien für die beteiligten Praxispartner entwickeln zu können - trotz (zum Teil erheblicher) Unterschiede in den örtlichen und regionalen Gegebenheiten kommunaler Unternehmen der Energiewirtschaft - wurden drei idealtypische kommunale Unternehmenstypen als Referenzpunkt definiert.
Angewandte Systemanalyse
(2008)
Im Auftrag des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz hat das Wuppertal Institut zusammen mit dem Büro Ö-quadrat einen Tarifvorschlag für Strom hinsichtlich seiner Auswirkungen begutachtet. Zielsetzung dieses Gutachtens war es einerseits herauszuarbeiten, ob der Tarifvorschlag unter der Bedingung, dass die Einführung des Tarifs für den jeweiligen Stromanbieter insgesamt erlösneutral gestaltet wird, nachhaltig zu einer finanziellen Entlastung der einkommensschwachen Haushalte beitragen kann. Andererseits wurde analysiert, ob der Vorschlag auch mit Klimaschutzerfordernissen und einer Gesamtstrategie zum Umbau der Energieversorgung kompatibel ist, die eine Umstellung auf regenerative Energien beinhaltet sowie eine deutliche Steigerung der Endenergieeffizienz vorsieht. Ergebnis: Die verpflichtende Einführung von "Stromspartarifen" ist nicht geeignet, einkommensschwache Haushalte bei Energiepreissteigerungen zu entlasten und gibt keinen Anreiz zur Stromeinsparung. Das Gutachten weist auf eine Fülle von Schwächen bei den vorgeschlagenen Tarifmodellen hin.
Durch zunehmenden Wettbewerb und steigende Anforderungen in den Bereichen Klimaschutz und Qualitätssicherung stellt sich für kommunale Versorgungsunternehmen immer öfter die Frage, wie
sie auch in Zukunft noch am Markt agieren können. Mit unterschiedlichen strategischen Maßnahmen kann die Daseinsvorsorge auf kommunaler Ebene gesichert und ausgebaut werden.
Warum sollten Strom- und Gasunternehmen ihre Kundinnen und Kunden beim Energiesparen durch effizientere Technik unterstützen? Warum sind die Anreize des Marktes zu schwach, und wie sollte daher die Politik förderliche Rahmenbedingungen für die Energiewirtschaft schaffen? Dem geht dieses Buch mit einer Analyse sinnvoller Politikpakete und wirtschaftlicher Effekte sowie mit einem Vergleich der politischen Rahmenbedingungen in Belgien, Dänemark, Großbritannien und den Niederlanden auf den Grund. Die Untersuchung zeigt, dass mit gut gestalteter Politik jährlich bis zu 1,5 Prozent Energie zusätzlich und wirtschaftlich eingespart werden kann. Der Vergleich liefert 44 Schlussfolgerungen zu Erfolgsfaktoren und die Grundlage zu Empfehlungen für die Politik in Deutschland.
Mit Inkrafttreten des Kyoto-Protokolls am 16.2.2005 gelten für Deutschland und die meisten anderen Industrieländer völkerrechtlich bindende Minderungsziele für die 6 im Kyoto-Protokoll erfassten Treibhausgase. Damit erlangt eine durchaus kontrovers diskutierte Klimaschutzstrategie, die auf eine stärkere Umstellung der Energienutzung von Öl und Kohle auf mehr Erdgas setzt, zusätzlich an Bedeutung. Der nachfolgende Beitrag setzt sich mit der Klimabilanz des Erdgases unter Berücksichtigung der gesamten Prozesskette auseinander. Insbesondere werden neue Messergebnisse aus Russland dargestellt (Wuppertal Institut 2004), die zeigen, dass die dem Export von russischem Erdgas nach Deutschland zuzuordnenden indirekten Emissionen nur etwa ein Viertel der bei der Erdgasverbrennung entstehenden direkten Emissionen betragen. Damit bleibt Erdgas auch unter Berücksichtigung der indirekten Emissionen in Russland der fossile Energieträger mit den mit Abstand geringsten Treibhausgasemissionen.