Open Access

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.

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 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.

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.

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.

Bewertung ist mit Entwertung ebenso verbunden wie die Eingrenzung der Einen mit der Ausgrenzung der Anderen. Dieser Mechanismus, genannt "Externalisierung als Prinzip", ist bezeichnend für die herrschaftlich geprägte kapitalistische Wertbildung, die systematisch Abwertungen und Ausschlüsse hervorruft. Die Konstruktion dieses externalisierenden Prinzips wird theorie- und ideengeschichtlich analysiert, um sodann nach aktuellen Veränderungen zu suchen: "Wertbeben" durch COVID-19? Herrschaftsfreie Bewertung ohne Externalisierung in alternativen Handlungsräumen? Die Ergebnisse der Fallstudie laden zu kritischen Reflexionen und zukunftsweisenden Überlegungen ein. Im ersten Kapitel analysieren die Autorinnen ideen- und theoriegeschichtlich die politik- und wirtschaftswissenschaftliche Konstruktion des externalisierenden Prinzips, seine auch gewaltsame Durchsetzung und die damit einhergehenden Herrschaftsformen. Sie beginnen mit Thomas Hobbes und enden bei Karl Marx. Entwicklungslinien im zwanzigsten Jahrhundert skizzieren Uta von Winterfeld und Adelheid Biesecker im zweiten Kapitel und stellen die wirkmächtigen Erzählungen und ihre Schatten vor. Das umfangreiche dritte Kapitel war nicht vorgesehen, ebenso,wie COVID-19 selber. Das Virus hat uns eine "Fallstudie" beschert, in der die Autorinnen der Frage nachgehen, ob COVID-19 ein Wertbeben darstellt. Andrea Baier steuert einen Beitrag zur Sorge und Sorgearbeit in Zeiten der Pandemie bei. Charlotte Horras, Luisa Lucas und Annika Rehm erzählen uns die Geschichte der "erschöpft und empörten" berufstätigen Mütter. Vera Kravchik, Melanie Lucas und Yasmin erzählen als politische Sozialarbeiterinnen, die sich in Pandemiezeiten engagieren und zugleich blockiert werden. Biesecker und von Winterfeld analysieren weiter, ob sich Gesellschaftliche Naturverhältnisse verändern und ob hier ein "Wertbeben" stattgefunden hat. Das für die Autorinnen unerwartete Ergebnis ist, dass die Pandemie auch als Ausdruck krisenhafter gesellschaftlicher Naturverhältnisse verstanden werden muss und ein Wertbeben kaum stattfindet. Da sie gleich zu Beginn der Pandemie vermutet haben, dass sie einen Digitalisierungsschub auslösen wird, haben sie Andrea Vetter gebeten, dies in einem Beitrag kritisch zu reflektieren. Im vierten Kapitel wird der Frage nachgegangen, wie und von wem und inwiefern die Geschichte von Wert und Herrschaft anders erzählt werden kann, was sie daran hindert und worin gleichwohl ein utopischer Funke besteht.