Zukünftige Energie- und Industriesysteme
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Klimaneutralität wird im Zuge des Pariser Klimaabkommens zur politischen Zielgröße. Die Nationalstaaten, die das Abkommen unterzeichnet haben, müssen regeln, wie sie das Ziel erreichen möchten. Das deutsche Klimaschutzgesetz unterscheidet dabei zwischen "klimaneutral" und "treibhausgasneutral". Das kann zu Missverständnissen führen, kann aber auch sinnvoll sein.
Das Vorhaben analysiert 1.) die Argumente verschiedener Positionen im Wachstumsdiskurs und formuliert eine idealtypische "vorsorgeorientierte Postwachstumsposition". Er präsentiert zudem Ursachen von Wirtschaftswachstum und identifiziert gesellschaftliche Bereiche, deren Funktion vom Wirtschaftswachstum abhängen könnte. Darüber hinaus werden Reformvorschläge diskutiert, um diese Wachstumsabhängigkeit zu verringern. Das Vorhaben untersucht 2.) die Relevanz der Postwachstumsdebatte für Ressourcenpolitik und eine entsprechende Instrumentierung. Außerdem werden 3.) konstitutive Kernelemente einer nachhaltigen (Postwachstums-)Gesellschaft bestimmt. Das Vorhaben setzt damit Impulse zur gesellschaftlichen Debatte über die Ausgestaltung und Instrumentierung von Transformationspfaden für "gesellschaftliches Wohlergehen innerhalb planetarer Grenzen".
Integrated assessment models (IAMs) are commonly used by decision makers in order to derive climate policies. IAMs are currently based on climate-economics interactions, whereas the role of social system has been highlighted to be of prime importance on the implementation of climate policies. Beyond existing IAMs, we argue that it is therefore urgent to increase efforts in the integration of social processes within IAMs. For achieving such a challenge, we present some promising avenues of research based on the social branches of economics. We finally present the potential implications yielded by such social IAMs.
Innerhalb des Projekts TFE-NRW bewertete das Wuppertal Institut den Forschungsbedarf für Energiewende-Technologien in Nordrhein-Westfalen. Ziel war es herauszufinden, welche Technologien und Forschungsbereiche im Rahmen der Energieforschung für Nordrhein-Westfalen (NRW) einen besonders hohen Stellenwert in Relation zur Bewertung für Deutschland haben könnten und für die eine besondere Unterstützung innerhalb der Energieforschung gerechtfertigt erscheint. Dabei sollten die speziellen Anforderungen des Bundeslandes berücksichtigt werden.
Betrachtet wurden 31 Technologiefelder aus den Bereichen erneuerbare Energien, konventionelle Kraftwerke, Infrastruktur, Technologien für die Sektorenkopplung (Power-to-X, P2X), energie- und ressourceneffiziente Gebäude, Energie- und Ressourceneffizienz in der Industrie und integrative Aspekte, die mithilfe eines Kriterienrasters qualitativ bewertet wurden.
Die in Paris Ende 2015 beschlossene Vereinbarung gibt das Ziel vor, die Erderwärmung bis 2100 auf deutlich unter 2 Grad Celsius zu begrenzen, möglichst aber auf unter 1,5 Grad Celsius. Die vorliegende Studie setzt sich mit der Frage von Fridays for Future Deutschland auseinander, welche Dimension von Veränderungen im deutschen Energiesystem erforderlich wären, um einen angemessenen Beitrag für das Erreichen der 1,5-Grad-Grenze leisten zu können. Nach Abschätzung des Weltklimarates, dem Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), lassen sich mit dieser Temperaturgrenze die Risiken und Auswirkungen des Klimawandels gegenüber einer stärkeren Erderwärmung erheblich verringern.
Die Autorinnen und Autoren haben dabei den Budgetansatz des Sachverständigenrats für Umweltfragen (SRU) der Bundesregierung zugrunde gelegt. Um das 1,5-Grad-Ziel mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 Prozent zu erreichen, ist das Restbudget an damit verträglichen Treibhausgasemissionen eng begrenzt. Für Deutschland bleibt gemäß des Sachverständigenrats für Umweltfragen ab dem Jahr 2020 noch ein Restbudget von 4,2 Gigatonnen CO2. Dabei geht der Sachverständigenrat von der Annahme aus, dass auf globaler Ebene jedem Menschen für die Zukunft ein gleiches Pro-Kopf-Emissionsrecht zugestanden werden soll. Mit dieser Klimaschutzvorgabe geht er deutlich weiter als die aktuellen politischen Vorgaben der Europäischen Union und der Bundesregierung, die diese für sich aus den Pariser Klimaschutzvereinbarungen ableiten.
Die vom SRU formulierte Zielmarke lässt sich einhalten, wenn das Energiesystem (Energiewirtschaft, Industrie, Verkehr und Gebäudewärme) bis zum Jahr 2035 CO2-neutral aufgestellt wird und die Emissionen insbesondere in den nächsten Jahren bereits überproportional stark gesenkt werden können.
Die vorliegende Studie untersucht die technische und in gewissem Maße auch die ökonomische Machbarkeit einer Transformation zur CO2-Neutralität bis 2035. Ob sich dieses Ziel jedoch tatsächlich realisieren lässt, hängt auch maßgeblich von der gesellschaftlichen Bereitschaft und einem massiven politischen Fokus auf die notwendige Transformation ab. Die Studie gibt somit Aufschluss darüber, inwiefern es grundlegende technologische und wirtschaftliche Hindernisse für die CO2-Neutralität 2035 gibt; nicht jedoch ob die Umsetzung realpolitisch tatsächlich gelingen kann bzw. was dafür im Einzelnen getan werden muss. Neben den technischen und ökonomischen Herausforderungen einer Transformation hin zu CO2-Neutralität bestehen zentrale Herausforderungen auch in institutioneller und kultureller Hinsicht, zum Beispiel bei Themen wie der Akzeptanz für einen starken Ausbau von Erneuerbaren-Energien-Anlagen und von Energieinfrastrukturen oder hinsichtlich der Notwendigkeit eines deutlich veränderten Verkehrsverhaltens.
Prepaid-Strom per Smartphone
(2020)
Prepaid-Stromzähler sind in Deutschland noch selten, bieten jedoch zukünftig einen interessanten Markt. Vor allem kleinere Anbieter, aber auch erste Regionalversorger kombinieren die Megatrends Digitalisierung und Energiewende und kreieren daraus neue Dienstleistungen. Zusammen mit IT-Firmen entwickeln sie daraus neue Geschäftsideen, die auch hinsichtlich sozialer Aspekte hohen Anforderungen genügen. Der Rollout von Smart Metering-Lösungen eröffnet zukünftig noch größere Chancen, durch Echtzeit-Datenerfassung den Energieverbrauch und damit auch Einsparpotenziale transparent zu machen. Hochaufgelöste Daten ermöglichen innovative Dienstleistungen und bringen die Kundenbeziehung auf eine neue Ebene.
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.
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.
Driving forces of changing environmental pressures from consumption in the European food system
(2020)
The paper provides an integrated assessment of environmental and socio-economic effects arising from final consumption of food products by European households. Direct and indirect effects accumulated along the global supply chain are assessed by applying environmentally extended input-output analysis (EE-IOA). EXIOBASE 3.4 database is used as a source of detailed information on environmental pressures and world input-output transactions of intermediate and final goods and services. An original methodology to produce detailed allocation matrices to link IO data with household expenditure data is presented and applied. The results show a relative decoupling between environmental pressures and consumption over time and shows that European food consumption generates relatively less environmental pressures outside Europe (due to imports) than average European consumption. A methodological framework is defined to analyze the main driving forces by means of a structural decomposition analysis (SDA). The results of the SDA highlight that while technological developments and changes in the mix of consumed food products result in reductions in environmental pressures, this is offset by growth in consumption. The results highlight the importance of directing specific research and policy efforts towards food consumption to support the transition to a more sustainable food system in line with the objectives of the EU Farm to Fork Strategy.
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.
Derzeit befindet sich der zweite Entwurf zum Gebäudeenergiegesetz (GEG) des Bundeswirtschaftsministeriums und Bundesbauressorts zur Vereinheitlichung des Energieeinsparrechts für Gebäude in den Ressorts in der Abstimmung. Doch der Entwurf fällt weit hinter dem aktuellen klimapolitischen Aufbruch der Großen Koalition zurück und die Vorgaben der Europäischen Union erfüllt er nicht.
Diese Studie untersucht Notwendigkeiten und Möglichkeiten, Wasserstoff und Strom zu nutzen, um den Verkehrssektor in Deutschland perspektivisch zu dekarbonisieren. Basis der Untersuchung ist das Dekarbonisierungsszenario des Wuppertal Instituts von 2017, welches den Verkehrssektor Deutschlands unter der Maßgabe dekarbonisiert, dass Deutschland einen adäquaten Beitrag dazu leistet, den Klimawandel auf 1,5 °C mittlere Temperaturerhöhung gegenüber dem vorindustriellen Zeitalter zu begrenzen.
Das Dekarbonisierungsszenario nimmt eine ambitionierte Verkehrswende an, um dieses Politikziel zu erreichen. Es zeichnet sich durch eine besonders effiziente Mobilität aus, indem es umfangreiche Vermeidungs- und Verlagerungsmaßnahmen vorsieht und dadurch der Energieverbrauch besonders gering bleiben kann. Dennoch werden selbst in diesem Klimaschutzszenario signifikante Mengen erneuerbaren Stroms für den Verkehrssektor benötigt.
Es findet eine möglichst "direkte Elektrifizierung" statt, also ein Strombezug von batterie-elektrischen Pkw aus dem Netz, sowie über Oberleitungen für die Schiene und für große Lkw auf Bundesautobahnen. Es ist aber auch eine "indirekte Elektrifizierung" nötig, indem aus erneuerbarem Strom unter der Hinnahme von Wirkungsgradverlusten Wasserstoff (H2) und als Folgeprodukt auch synthetische Kraftstoffe hergestellt werden. Diese strombasierten Produkte werden im Dekarbonisierungsszenario für große Pkw und Lkw verwendet.
Die vorliegende Studie berechnet zusätzlich den H2- bzw. PtX-Bedarf des internationalen Flug- und Seeverkehrs. Sie bestimmt außerdem das Lastprofil für eine ungesteuerte Ladung von Elektro-Pkw im Zieljahr. Die Berechnungen verdeutlichen, dass die Dekarbonisierung des Verkehrssektors in Zukunft sehr viel stärker mit dem Stromsystem wechselwirkt. Für Klimaschutz im Verkehr bedarf es neben einer drastischen Energieverbrauchssenkung und einem beschleunigten Ausbau erneuerbarer Energien auch die Infrastruktur für Strom und strombasierte Produkte.
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.
On 26 January 2019, the Commission on Growth, Structural Change and Employment recommended that no more coal-fired power plants would be operated in Germany by 2038 at the latest. In this paper the Wuppertal Institute comments on the results of the Commission and makes recommendations for the current necessary steps for the climate and innovation policy in Europe, Germany and North Rhine-Westphalia.
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.
Urban energy systems have been commonly considered to be socio-technical systems within the boundaries of an urban area. However, recent literature challenges this notion in that it urges researchers to look at the wider interactions and influences of urban energy systems wherein the socio-technical sphere is expanded to political, environmental and economic realms as well. In addition to the inter-sectoral linkages, the diverse agents and multilevel governance trends of energy sustainability in the dynamic environment of cities make the urban energy landscape a complex one. There is a strong case then for establishing a new conceptualisation of urban energy systems that builds upon these contemporary understandings of such systems. We argue that the complex systems approach can be suitable for this. In this paper, we propose a pilot framework for understanding urban energy systems using complex systems theory as an integrating plane. We review the multiple streams of urban energy literature to identify the contemporary discussions and construct this framework that can serve as a common ontological understanding for the different scholarships studying urban energy systems. We conclude the paper by highlighting the ways in which the framework can serve some of the relevant communities.
Phasing out coal in the German energy sector : interdependencies, challenges and potential solutions
(2019)
Relevant aspects of the options and requirements for reducing and phasing out coal-fired power generation have been under debate for several years. This process has produced a range of strategies, analyses and arguments, outlining how coal use in the energy sector could be reduced and phased out in the planned time frame, and determining structural policy measures suitable to support this. This Coal Report studies the existing analyses and provides an overview of the state of debate. It is intended to provide information on facts and contexts, present the advantages and disadvantages of individual courses of action, and reveal the respective scientific backgrounds. It strives to take a scientific and independent approach, and present facts in concise language, making it easy to follow for readers who are not experts in the field, without excessive abridgements or provocative statements.
The Ernst Strüngmann Forum seeks to link justice, sustainability, and diversity agendas. In support, this chapter discusses how linkages between these three concepts have formed and changed in the climate change discourse, particularly in light of the recent Paris Agreement. As the latest addition to the portfolio of international climate change agreements, the Paris Agreement establishes a landscape in which nation-states, subnational actors, and transnational networks will be able to reconfigure existing linkages between sustainability, diversity, and justice, and perhaps improve upon them.
Here, three possible developments are identified which may substantially influence the reconfiguration process. Recognition is given to the sustainability and justice deficits that have plagued the "top-down" character of the international climate change discourse, and it is hypothesized that the Paris Agreement opens the door for "bottom-up" movements to claim a larger segment of climate change policy decision making and design. In turn, the "polycentric" landscape created by such "movement from below" appears to emphasize concepts such as inclusivity and transparency perhaps allowing for explicit climate justice commitments. Finally, to advance societal transformation and embrace diversity, it is hypothesized that the scientific endeavor needs to be transformed from a purely analytical pursuit to an effort that makes use of the wide range of scientific competences and provides support for transformative innovations to change unsustainable sociotechnical systems.
Wie misst man ein Feuerwerk?
(2018)
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.
Zur Realisierung der europäischen Klimaschutzziele muss der Industriesektor, besonders die energieintensive Grundstoffindustrie, seine Treibhausgasemissionen stark reduzieren. Obwohl in der Vergangenheit bereits große Fortschritte erzielt wurden, sind in Zukunft weitere, teils bahnbrechende Innovationen und der Aufbau der dafür benötigten Infrastruktur erforderlich. Im Rahmen dieses Projekts stellt das Wuppertal Institut für die "European Climate Foundation" den aktuellen Wissensstand zum Thema zusammen, diskutiert diesen vor dem Hintergrund der aktuellen Situation für Nordrhein-Westfalen (NRW), erstellt konsistente mögliche Zukunftsszenarien für NRW und leitet Schlüsselfragen und weiteren Forschungsbedarf für die Region ab.
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.
Das Projekt "Energiewende integrativ - Entwicklung eines transformativen Forschungsdesigns am Beispiel der Energiewende Ruhr" (EnerTransRuhr) behandelte vordergründig die Energiewende im Gebäudebereich. Auf dieses Thema fokussierten sämtliche Arbeiten und Untersuchungen, die im Rahmen des Projekts durchgeführt wurden. Im Kern aber ging es um die Frage, wie ein Projektdesign im Verständnis transformativer Wissenschaft inhaltlich und methodisch aussieht, das einzelne Disziplinen und Methoden ebenso integriert wie in transdisziplinären Prozessen das Wissen und die Expertise von nicht wissenschaftlichen Projektbeteiligten.
Contemporary combined heat and power (CHP) systems are often based on fossil fuels, such as natural gas or heating oil. Thereby, small-scale cogeneration systems are intended to replace or complement traditional heating equipment in residential buildings. In addition to space heating or domestic hot water supply, electricity is generated for the own consumption of the building or to be sold to the electric power grid.
The adaptation of CHP-systems to renewable energy sources, such as solid biomass applications is challenging, because of feedstock composition and heat integration. Nevertheless, in particular smallscale CHP technologies based on biomass gasification and solid oxide fuel cells (SOFCs) offer significant potentials, also regarding important co-benefits, such as security of energy supply as well as emission reductions in terms of greenhouse gases or air pollutants. Besides emission or air quality regulations, the development of CHP technologies for clean on-site small-scale power generation is also strongly incentivised by energy efficiency policies for residential appliances, such as e.g. Ecodesign and Energy Labelling in the European Union (EU). Furthermore, solid residual biomass as renewable local energy source is best suited for decentralised operations such as micro-grids, also to reduce long-haul fuel transports. By this means such distributed energy resource technology can become an essential part of a forward-looking strategy for net zero energy or even smart plus energy buildings.
In this context, this paper presents preliminary impact assessment results and most recent environmental considerations from the EU Horizon 2020 project "FlexiFuel-SOFC" (Grant Agreement no. 641229), which aims at the development of a novel CHP system, consisting of a fuel flexible smallscale fixed-bed updraft gasifier technology, a compact gas cleaning concept and an SOFC for electricity generation. Besides sole system efficiencies, in particular resource and emission aspects of solid fuel combustion and net electricity effects need to be considered. The latter means that vastly less emission intensive gasifier-fuel cell CHP technologies cause significant less fuel related emissions than traditional heating systems, an effect which is further strengthened by avoided emissions from more emission intensive traditional grid electricity generation. As promising result, operation "net" emissions of such on-site generation installations may be virtually zero or even negative. Additionally, this paper scopes central regulatory instruments for small-scale CHP systems in the EU to discuss ways to improve the framework for system deployment.
Die deutschen Braun- und Steinkohlekraftwerke produzieren 40 % des deutschen Stroms - sind aber für 80 % der Treibhausgasemissionen in diesem Sektor verantwortlich. Ein sukzessiver Ausstieg aus der Kohleverstromung kann daher einen entscheidenden Beitrag leisten, die deutschen Klimaziele zu erreichen und den Pfad zur Einhaltung der Klimaziele von Paris offen zu halten. Vor diesem Hintergrund hat sich in den letzten Jahren in Deutschland eine Debatte um einen möglichen nationalen Kohleausstieg entsponnen.
Der Naturschutzbund Deutschland (NABU) hat das Wuppertal Institut daher beauftragt, zentrale wissenschaftliche Studien und politische Positionspapiere zum Thema Kohleausstieg zu analysieren. In der nun vorliegenden Metastudie fassen die Autoren den aktuellen Diskussionsstand zu wichtigen Eckpfeilern eines beschleunigten Kohleausstiegs in Deutschland zusammen. Analysiert wurden insbesondere Aussagen zur klimapolitischen Notwendigkeit und zur energiewirtschaftlichen Machbarkeit unterschiedlicher Zeithorizonte eines Kohleausstiegs sowie Optionen für eine sozialverträgliche Gestaltung des damit einhergehenden Strukturwandels.
Im Projekt KomRev werden effiziente Energienutzungs- und Versorgungskonzepte am Beispiel der Stadt Rheine entwickelt. Ziel war es, mit einer sinnvollen Vernetzung der Bereiche Strom, Wärme und Verkehr eine weitgehend CO2-"freie" Energieversorgung im Jahr 2050 zu erreichen. Das Forschungskonsortium bestand aus dem Solar-Institut Jülich der FH Aachen, dem Wuppertal Institut sowie dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt.
In der vorliegenden Szenariostudie zeigen Forscher des Wuppertal Instituts, wie sich die Treibhausgasemissionen des Verkehrs in Deutschland von 166 Millionen Tonnen im Jahr 2016 bis zum Jahr 2035 auf null senken lassen - eine Zielmarke, die unter der Prämisse notwendig ist, dass die Erderwärmung auf möglichst 1,5 Grad Celsius begrenzt werden soll. Die Umsetzung dieser von der Staatengemeinschaft auf dem Klimaschutzgipfel in Paris 2015 vorgegebene Zielmarke erfordert eine rasche und konsequente Reduktion der Treibhausgasemissionen in allen Sektoren und auf nationaler wie globaler Ebene.
The transformation processes towards a sustainable development are complex. How can science contribute towards new solutions and ideas leading to change in practice? The authors of this book discuss these questions along the energy transition in the building sector.
A transformative research that leaves the neutral observer position needs appropriate concepts and methods: how can knowledge from different disciplines and from practice be integrated in order to be able to explain and understand complex circumstances and interrelations? What role do complex (agent-based) models and experiments play in this respect? Which mix of methods is required in transformative science in order to actively support the actors in transformation processes?
Theses questions are illustrated by the example of the BMBF funded project "EnerTransRuhr".
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.
Um weltweit hochindustrialisierte, energieintensive Bundesländer und Regionen bei der Entwicklung und Umsetzung von innovativer Klimapolitik zu unterstützen, wurde die "Energy Transition Platform" ins Leben gerufen. Ziel ist der Austausch von Erfahrungen sowie eine Einflussnahme auf den internationalen Klimadialog. Für diesen Austausch- und Dialogprozess erarbeitete das Wuppertal Institut für die "Climate Group" die Fallstudie "Eine Industrieregion im Wandel - Energie- und klimapolitische Rahmenbedingungen, Strategien und Instrumente in NRW". In dem Bericht werden aktuelle energie- und klimapolitische Entwicklungen, Politikinstrumente und Modellprojekte dargestellt und diskutiert.
Die Fallstudie macht deutlich, dass Nordrhein-Westfalen bei der Umsetzung der Energiewende zwar vor besonderen Herausforderungen steht, die Modernisierung des Energiesystems und des Industriestandortes NRW jedoch mit Hilfe eines vielfältigen Instrumentariums systematisch und intensiv angeht. Eine solche proaktive und langfristig ausgelegte Herangehensweise ist zentrale Voraussetzung dafür, dass die bevorstehende Transformation letztlich nicht zu einem kaum steuerbaren Strukturbruch in NRW und seinen Regionen und Kommunen führt, sondern zu einem schrittweisen Strukturwandel, der von Politik, Wirtschaft und Gesellschaft gemeinsam gestaltet wird.
Schrumpfungsprozesse und die dadurch möglichen Veränderungen der städtischen Siedlungsstrukturen können als Potenzial gesehen werden, das Leitbild der Verkehrsvermeidung umzusetzen und auf diese Weise zum Klimaschutz beizutragen. Empirisch ist erwiesen, dass Einwohner kompakter Städte mit hoher Dichte und gemischter Nutzung verhältnismäßig kurze Wege bzw. Wegeketten zurücklegen und hier der Anteil des Umweltverbundes verhältnismäßig hoch ist. Allerdings sind empirische Analysen über Klimaschutzeffekte von Verkehrsvermeidung weniger eindeutig: Welche Klimaschutzpotenziale entfalten unterschiedliche siedlungsstrukturelle Entwicklungen in schrumpfenden Städten? Diese Frage wird am Fall der Stadt Wuppertal untersucht.
Carbon markets in a <2 °C world : will there be room for international carbon trading in 2050?
(2016)
This JIKO Policy Paper analyses a series of very ambitious mitigation scenarios and complements this analysis with a review of several sectoral technology roadmaps. The results are quite clear: there is no reason to believe that international carbon trading will become obsolete any time soon. Whether or not international carbon trading is to play a role in international climate protection efforts is in the end not a physical or economic question, but a political one.
Das Forschungsvorhaben befasst sich mit der Fragestellung, welche Faktoren und Bedingungen die Anpassungskapazität von Kommunen in Deutschland maßgeblich beeinflussen. Dazu wurden im Projekt empirische Befragungen mit kleineren und mittleren Kommunen wie auch eine Fachworkshopreihe mit insgesamt elf Kommunen durchgeführt. Vor diesem Hintergrund erarbeitete das Projekt Vorschläge und Unterstützungsangebote zum systematischen Aufbau von Kapazitäten zur Anpassung an den Klimawandel auf lokaler Ebene. Insbesondere die Stärkung institutioneller Faktoren, die die Fähigkeit einer Kommune beeinflussen, sich organisatorisch, prozedural und fachlich-strategisch auf neue Herausforderungen wie den Folgewirkungen des Klimawandels adäquat einzustellen, erweisen sich hier als ein wichtiger Baustein für Unterstützungsansätze.
Durch den zu erwartenden Rückgang der Braunkohleverstromung in Deutschland wird der Strukturwandel in der Lausitz weiter beschleunigt werden. Die Energiewende erfordert also eine konsistente strukturpolitische Flankierung, für diejenigen Regionen, die bisher ökonomisch stark vom Braunkohlebergbau (inklusive Vorketten und Folgeindustrien) abhänging sind. Vor diesem Hintergrund hat die Brandenburger Landtagsfraktion von Bündnis 90 / Die Grünen das Wuppertal Institut beauftragt, erste Empfehlungen für strategische Ansätze einer präventiven Strukturpolitik in der Lausitz zu entwickeln. Die Kurzstudie nimmt besonders in den Blick, welche Erkenntnisse sich aus den Erfahrungen mit dem Strukturwandel in Nordrhein-Westfalen und insbesondere dem Rheinischen Revier für die Gestaltung des Strukturwandels in der Lausitz ableiten lassen.
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.
Die Transformationsprozesse hin zu einer nachhaltigen Entwicklung sind komplex.
Wie kann Wissenschaft dazu beitragen, dass neue Lösungen und Ideen in der Praxis zu Veränderung führen? Dieser Frage gehen die Autorinnen und Autoren am Beispiel der Gebäudeenergiewende nach. Eine transformative Forschung, die den neutralen Beobachterposten verlässt, braucht entsprechende Konzepte und Methoden: Wie kann Wissen aus unterschiedlichen Disziplinen und aus der Praxis integriert werden, um komplexe Sachverhalte und Zusammenhänge zu erklären und zu verstehen? Welche Rolle spielen komplexe (agentenbasierte) Modelle und Experimente dabei? Wie sieht der Methodenmix einer transformativen Wissenschaft aus, die Akteure bei Transformationsprozessen aktiv unterstützt? Illustriert werden diese Fragen am Beispiel des vom BMBF geförderten Forschungsprojektes "EnerTransRuhr".
Brasiliens Nachfrage nach Strom ist in den vergangenen Jahren stark gewachsen. Auch für die kommenden Jahre ist mit einer weiteren Steigerung von jährlich etwa 3,5 Prozent der Nachfrage zu rechnen. Dies stellt das Land vor eine große Herausforderung. Zusätzlich steht die auf Wasserkraft basierende Stromerzeugung des Landes aufgrund geringer Niederschläge und Wasserstandsmengen vor einem Engpass. Deshalb kommen fossilthermische Reservekraftwerke insbesondere seit dem vergangenen Jahr verstärkt zum Einsatz und verteuern die Stromerzeugung erheblich.
Auch der Ausbau nicht-konventioneller Erneuerbarer Energien zur Diversifizierung der Strommatrix läuft in Brasilien nur sehr langsam an. Eine Planung zur systematischen Integration verschiedener Erneuerbarer Energieträger findet bislang aber nicht statt.
Ziel der Studie ist es deshalb, das zusätzliche THG-Einsparpotenzial durch die systematische Integration von Erneuerbaren Energien, gegenüber dem Business as Usual Szenario (Ausbau der Erneuerbaren ohne systematische Integration) zu ermitteln und in einer Broschüre für ein breites Publikum aufzuarbeiten.
The overall objective of the web-based consumer information tool Euro-Topten is to promote the market transformation towards energy efficient products. Euro-Topten informs consumers about the most energy efficient products in various categories and thereby aims to directly influence the purchasing decisions of individuals or professional buyers.
Providers of internet-based information tools are confronted with the problem, that there is no bidirectional interaction with the users. Hence, it is difficult to evaluate if the specific needs of users are addressed, if and how the user processes this information and to what extent the information influences the user's decision making process.
To study these questions, a web-based survey was conducted in two consecutive rounds. In the first round the survey focused on the assessment of the information tool itself and the motivation for using the Euro-Topten websites. This survey was online on all active Euro-Topten partner websites from October to December 2012. In total, 1791 users completed the survey.
In the second round, a subset of the survey population was queried again. 1,043 participants agreed to take part in a more comprehensive follow up survey, 383 completed the second survey between May and July 2013. The second survey concentrated on the question how Euro-Topten has influenced the purchasing behaviour of the survey participants. This gave significant insights on how the information on the Euro-Topten websites has affected purchasing decisions of the surveyed users.
Based on a comparison of performance indicators of the most efficient products recommended on the Euro-Topten websites with performance indicators of a base case product available on the market, avoided energy demand could be estimated for those users, who bought products from the Euro-Topten list. Based on these results, two impacts of Euro-Topten could be estimated: The influence of Euro-Topten on purchasing decision of users and the associated reductions in energy demand and CO2-emissions.
Urbanization and climate change are amongst the greatest challenges of the 21st century. In the "Low Carbon Future Cities" project (LCFC), three important problem dimensions are analysed: current and future GHG emissions and their mitigation (up to 2050); resource use and material flows; and vulnerability to climate change.
The industrial city of Wuxi has been the Chinese pilot city of the project. To establish the pathway for a low carbon future, it is crucial to understand the current situation and possible future developments. The paper presents the key results of the status quo analysis and the future scenario analysis carried out for Wuxi. Two scenarios are outlined. The Current Policy Scenario (CPS) shows the current most likely development in the area of energy demand and GHG emissions until 2050. Whereas the extra low carbon scenario (ELCS) assumes a significantly more ambitious implementation, it combines a market introduction of best available technologies with substantial behavioural change. All scenarios are composed of sub-scenarios for the selected key sectors.
Looking at the per capita emissions in Wuxi, the current levels are already high at around 12 tonnes CO2 per capita compared to Western European cities. Although Wuxi has developed a low carbon plan, the projected results under current policies (CPS) show that the total emissions would increase to 23.6 tonnes CO2 per capita by 2050. If the ELCS pathway was to be adopted, these CO2 emission levels could be reduced to 6.4 tonnes per capita by 2050.
Im Auftrag der Stadt Kempten (Allgäu) untersuchte das Wuppertal Institut auf Basis vorliegender Baupläne, inwieweit zentrale Elemente für die Entwicklung des nachhaltigen und CO2-optimierten Neubauquartiers "Halde-Nord" berücksichtigt wurden. Inhaltlich wurden die Entwürfe entlang folgender Aspekte diskutiert: 1. Nachhaltige Energieversorgung / 2. Gebäudeeffizienzstandards / 3. Energieeffizientes Handeln und Suffizienz / 4. Baumaterialien, Graue Energie und Ressourcen / 5. Klimaresilienz und Verbesserung des Mikroklimas / 6. Siedlungsstruktur und städtebauliche Aspekte von Verkehrsanbindung und Mobilität / 7. Soziale Aspekte.
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat gemeinsam mit dem Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie in der Studie "STROMbegleitung" Technologien, Perspektiven und Ökobilanzen elektrifizierter PKW untersucht. Die Studie gibt einen umfassenden Einblick in den aktuellen Stand der Technik, identifiziert Trends und analysiert die Ökobilanz unterschiedlicher Fahrzeugkonzepte. Gleichzeitig ordnet sie die deutschen Aktivitäten im Bereich Elektromobilität in einen globalen Kontext ein.
