Zukünftige Energie- und Industriesysteme
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Die Auswirkungen der Erderwärmung - wie Dürren, Ernteausfälle und Waldbrände, aber auch Starkregen und Überschwemmungen - treten immer häufiger und heftiger auf. Im vorliegenden Zukunftsimpuls zeigen Forschende des Wuppertal Instituts, mit welchen Herausforderungen wir uns auseinandersetzen müssen und wie eine effektive und nachhaltige Anpassung an die Folgen des Klimawandels gelingen kann.
Das Impulspapier deckt eine große thematische Bandbreite ab: Neben Empfehlungen für den Umbau der Städte oder Anpassungen in Landwirtschaft und Gesundheitswesen, enthält es auch Ansätze zu naturbasierten Lösungen, zu wirtschaftlichen Chancen und Risiken sowie zu integrierten Strategien, die Klimaschutz und Klimafolgenanpassung intelligent miteinander verknüpfen.
Im Zentrum dieses Beitrags steht die Frage, wie Resilienz bei der Modellierung zukünftiger Energiesysteme berücksichtigt werden kann. Dabei wird einerseits die Ausgestaltung von Zielsystemen und andererseits die Pfadentwicklung zur Erreichung dieser Systeme betrachtet. Die Resilienz umfasst die Fähigkeit der Zielsysteme, bei Störungen oder Teilausfällen nicht vollständig zu versagen, sondern wesentliche Systemdienstleistungen ohne größere Beeinträchtigungen aufrecht zu erhalten, aber auch die Fähigkeit der Pfade, trotz disruptiver Ereignisse die Klimaziele zu erreichen.
This article aims to shed light on the contextual embeddedness of the diffusive dynamics of onshore wind energy in Argentina by employing the integrated MLP-TIS framework. Based on the methodology of constellation analysis, this paper analyses the various stages of development of onshore wind energy in Argentina since 1990. The objective is to investigate how exogenous dynamics have hindered or promoted the dissemination of wind energy in Argentina. Thereby, beyond the empirical findings, this study contributes to the growing body of sustainability transitions research. The results provide evidence of a variety of socio-technical niches across the five development phases of the focal TIS: pilot projects, self-generation by energy cooperatives, projects based on feed-in tariffs, state financed and operated wind farms, hydrogen production and compliance with legal requirements for large users. A key insight of this research is that the classification of the development phases of the technology trajectory in Argentina is particularly related to the effects of contextual factors. With the construction of South America's first wind farm in 1990, Argentina was the pioneer of wind energy in Latin America for almost a decade. This initial positive development was facilitated by a constellation of specific framework conditions: Stable exchange rates, liberalisation and privatisation of electricity markets, and subsequently wind energy as a business model for energy cooperatives. Moreover, since the 2000s, renewable energy has been perceived as part of the solution to the national energy crisis. However, the Argentine case also illustrates how, during later development phases, structural problems within the country, such as political instability or macroeconomic uncertainties, hampered access to international project finance and thus severely affected the further development of wind energy. Discontinuities in the basic orientation of the country's economic policy resulting from changes in government were identified as another relevant contextual factor.
Klimaneutrale Produktion von Stahl, Zement und Kunststoffen : Lösungswege und Herausforderungen
(2024)
Der vorliegende Artikel beschreibt die besonderen Herausforderungen und Lösungsansätze für die Transformation der drei energieintensiven Branchen Stahl, Chemie und Zement auf dem Weg zu einer klimaneutralen Produktion.
Die Industrie war im Jahr 2022 mit rund 164 Millionen Tonnen CO2-Äquivalenten für 22 % der gesamtdeutschen Treibhausgas-Emissionen verantwortlich. Rund 60 % der Emissionen des Industriesektors sind auf die drei energieintensiven Branchen Stahl, Chemie und Zement zurückzuführen. Der Übergang zu einer klimaneutralen Produktion bis zum Jahr 2045 ist in diesen Branchen aufgrund ihrer prozessbedingten CO2-Emissionen sowie hoher Prozesstemperaturen besonders herausfordernd. Für sein Gelingen sind innovative technologische Konzepte, der Aufbau von Infrastrukturen und langfristig angelegte politische Rahmenbedingungen essentiell, um der Industrie Planungssicherheit für notwendige Investitionen in klimaneutrale Produktionsverfahren zu geben. Zentrale Aufgabe für die kommenden Jahre ist die konkrete und beschleunigte Umsetzung der Transformation und das "Vorausdenken" der zukünftigen Schritte. Das Wuppertal Institut treibt dieses Vordenken mit seiner wissenschaftlichen Industrie- und Energiesystemforschung insbesondere auch im Rahmen des Forschungsprojekts SCI4climate.NRW bzw. der Initiative IN4climate.NRW mit voran.
Over 175 million Nigerians rely on the use of traditional biomass for cooking, and it is estimated that more than 128,000 people died in Nigeria in 2019 from household air pollution related to these fuels. There is currently a gap in the study of possible pathways to meet Nigeria's goals in clean cooking and in understanding the health and climate impacts that different pathways can bring about. We explore clean cooking access scenarios for Nigeria until 2060 under a business-as-usual scenario, a moderate climate mitigation scenario, and an ambitious transformative scenario. We carry out a disaggregation at the state level for the period up to 2030 to better guide shorter-term policy development. Our analysis shows that under an ambitious scenario where 85 million households achieve access to clean cooking by 2060, annual premature deaths due to exposure to household air pollution would decrease by 7 % compared to 2018 levels. A baseline scenario, on the other hand, sees a dramatic 77 % increase, resulting in 209,000 people dying prematurely, of which 94,000 children under 5. Furthermore, we find that woodfuel removals from forestland would lead to a tripling of carbon dioxide emissions from land use change, reaching 602 Mt CO2 by 2060. Our findings stress the vital importance of a clean cooking transition in Nigeria and underline the urgent need for immediate acceleration in national efforts regarding access to clean cooking for all.
North Rhine-Westphalia (NRW) is the industrial center of Germany and one of the most important industrial locations in Europe. It is a key location for the energy-intensive basic materials industry like the production of steel and non-ferrous metals, (petro)chemicals, cement and lime, bricks, glass and ceramics, and paper. Around 20 % of NRW's total greenhouse emissions derive from industrial processes. By 2045, industry must achieve climate-neutrality, which requires a massive transformation effort. Technologically, this needs large-scale utilization of green hydrogen, carbon management, consequent circular economy, and climate-neutral production of process heat. Furthermore, various adjustments to the policy framework are essential.