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The global demand for timber is increasing, with prognoses for the EU showing particularly high growth to meet renewable energy targets. However, there are limited options to meet rising timber demands within the EU, and global land competition to meet world food, energy and material needs, as well as to conserve high value nature areas, is increasing. This dissertation addresses the knowledge gap between the pressures of increased land use abroad and the underlying drivers of land use change. It argues that there is a high risk of problem shifting if EU policies to increase timber consumption are not accompanied by a monitoring system that accounts for consumption levels and provides a benchmark for sustainability.
Der Verfasser legt eine vergleichende Analyse von Abfallwirtschaftsregimen in drei deutschen Stadtregionen vor. Als Fallbeispiele wurden Frankfurt in der Rhein-Main-Region, Berlin als Kern der Metropolregion Berlin-Brandenburg und Bochum im Ruhrgebiet ausgewählt. Einerseits weisen die drei Stadtregionen eine ganze Reihe von Gemeinsamkeiten auf, die sie für einen solchen Vergleich geeignet erscheinen lassen.
Alle drei Stadtregionen bilden Zentren wichtiger Metropolregionen in Deutschland, denen angesichts ihrer Bevölkerungsdichte sowie der ökonomischen und politischen Bedeutung besondere Relevanz für die Planung von Infrastruktursystemen zukommt. Gleichzeitig unterscheidet sich jedoch die Bedeutung der drei Fallregionen innerhalb ihrer Metropolregion durchaus deutlich, von der absoluten Dominanz in Berlin-Brandenburg bis zur Polyzentralität im Ruhrgebiet, woraus sich auch unterschiedliche Herausforderungen an regionale Planungsverbände und die Gestaltung der Kooperationsbeziehungen mit den Umlandgemeinden ergeben.
Als Bestandteile von Metropolregionen sind sie alle drei intensiv in internationale Geschäfts- und Wissensnetzwerke eingebunden, sind Standort für die Entwicklung soziotechnischer Innovationen und verfügen in vielen Bereichen über hochqualifizierte Humanressourcen. Auch im Hinblick auf die spezielle Situation der Abfallwirtschaft zeigen sich vergleichbare Ausgangsbedingungen: In allen drei Regionen wurde auf eine vollständige Privatisierung der kommunalen Abfallwirtschaft verzichtet, nach wie vor werden mit der Sammlung und Entsorgung von Abfällen Unternehmen beauftragt, die sich überwiegend im kommunalen Besitz befinden.
The rising global demand for metals in a context of declining ore grades is driving the opening of new mines and the expansion of existing ones, disturbing substantial land areas (especially by open pits). However, how much land is currently disturbed globally? How much land could be disturbed by metal mining in 2050? This study investigates the global area disturbed by mining of iron, bauxite, copper, gold, and silver for the first time. The first part consists of the calculation of the specific land requirements, i.e. the area newly disturbed caused by the ore extraction at the mine site. The second part addresses the global area disturbed in the year 2011 whereas the third presents scenarios of how such area might evolve until 2050. The last part addresses the current and future pressures on global biodiversity by metal mines and shows possibilities for the future opening of new mines in low biodiversity areas, alleviating pressures in high biodiversity ones. This study presents the findings of the author´s dissertation hoping they are used as a frame to develop policies and incentives to reduce the amount of area directly disturbed by mines and their pressures on biodiversity.
Shifting the resource base for chemical and energy production from fossil feedstocks to renewable raw materials is seen by many as one of the key strategies towards sustainable development. The utilization of biomass for the production of fuels and materials has been proposed as an alternative to the petroleum-based industry. Current research and policy initiatives focus mainly on the utilization of lignocellulose biomass, originating from agriculture and forestry, as second generation feedstocks for the production of biofuels and electricity. These activities act on the assumption that significant amounts of biomass for non-food purposes are available. However, given a certain productivity per area, the current massive growth in global biofuels demand may in the long term only be met through an expansion of global arable land at the expense of natural ecosystems and in direct competition with the food-sector. Although many studies have shown the potential of biofuels production to reduce both, greenhouse gas emissions and non-renewable energy consumption, these production routes are still linear processes which depend on significant amounts of agricultural or forestry production area. Cascading use, i.e. when biomass is used for material products first and the energy content is recovered at end-of-life, may provide a greater environmental benefit than primary use as fuel. Considering waste and production residues as alternative feedstocks could help to further reduce pressures on global arable land. This research focused on thermochemical and biochemical technologies capable of utilizing organic waste or forestry residuals for energy, chemical feedstock, and synthetic materials (polymers) generation. Routes towards synthetic materials allow a closer cycle of materials and can help to reduce dependence on either fossil or biobased raw materials. The system-wide environmental burdens of three different technologies, including (1) municipal solid waste (MSW) gasification followed by Fischer-Tropsch synthesis (FTS), (2) plasma gasification of construction and demolition (C&D) wood for syngas production with energy recovery, and (3) forest residuals use in a biorefinery for polyitaconic acid (PIA) production, were assessed using life-cycle assessment. The first two studies indicated that MSW gasification and subsequent ethylene and polyethylene production via FTS has lower environmental impacts than conventional landfilling. In the future, as societies may shift towards the use of renewable energy, power offset by conventional waste-to-energy systems would not be as significant and chemicals production routes may then become increasingly competitive (in terms of environmental burdens) also to waste incineration. While production cost of Fischer-Tropsch derived chemicals seems not yet competitive to fossil-based chemicals provision, future price increases in global oil prices as well as changes in waste tipping fees, and efficiency gains on site of the waste conversion systems, may alter the economics and allow carbon recycling routes to reach a price competitive to fossil-based production routes. The third study found that plasma gasification of C&D wood for energy recovery has roughly similar environmental impacts than conventional fossil-based power systems. However, process optimization with respect to coal co-gasified, coke used as gasifier bed material, and fuel oil co-combusted in the steam boiler, would allow to significantly lower the system-wide environmental burdens. The fourth study looked at PIA production from softwood hemicellulose in a stream integrated approach (with the partially macerated wood and lignin being used in other existing processes such as pulp & paper plants for conventional pulp and bioenergy production). The assessment indicated lower global warming potential, energy demand, and acidification, for the wood-based PIA polymer, when compared to corn-based PIA and fossil-based polyacrylic acid (PAA). However, water use associated with wood-derived PIA was found to be higher than for fossil-based PAA production and land occupation is highest for the wood-derived polymer. It is hoped that results of this dissertation will add to the current debate on sustainable waste and biomass utilization and to establish future supply chains for green and sustainable chemical products.
Die gesellschaftlichen Rahmenbedingungen für eine ökologische Wende der EU-Regionalpolitik sind scheinbar ungünstig. Dem Vorsorgeprinzip der Umweltpolitik liegt die Annahme zugrunde, dass man auf bestimmte Tatsachen reagieren muss, weil sonst Schäden entstehen. Nach dem Soziologen Niklas Luhmann entspricht dies jedoch einer allzu einfachen Alltagsvorstellung. Der Ökonom Hans-Jochen Luhmann diagnostiziert hinsichtlich der Wahrnehmung von ökologisch relevanten Informationen eine regelrechte "Blindheit der Gesellschaft". Blockaden bei der Umsetzung von Umweltpolitik scheinen diese Befunde zu bestätigen. Der Planungswissenschaftler Arthur Benz meint in diesem Kontext, dass man bei der Durchsetzung von Planungskontrolle eben nicht mit dem freiwilligen Lernen der Akteure rechnen dürfe. Wie lässt sich unter diesen Bedingungen eine ökologische Wende der Europäischen Regionalpolitik umsetzen? Ist der Planungspessimismus, der sich in Deutschland nach einem Planungsoptimismus der 1970er Jahre durchgesetzt hat, gerechtfertigt? Welchen Wert können zielorientierte Instrumente wie etwa Indikatoren für die Umweltplanung in der Regionalpolitik noch haben? Vor dem Hintergrund gesellschaftlicher Differenzierung beleuchtet der Umweltwissenschaftler Philipp Schepelmann die Probleme, die bei der Anwendung von Umweltindikatoren in der regionalen Wirtschaftsförderung auftauchen. Für seine empirische Untersuchung im Ziel-2 Gebiet der EU-Strukturfonds in Nordrhein-Westfalen entwickelt er in Anlehnung an die soziologische Systemtheorie das Konzept der Resonanz. Resonanz bezeichnet die aktive Reaktion von sozialen Systemen auf Umweltprobleme als Voraussetzung für eine zielorientierte Umweltpolitik. Die Resonanz von Policy-Netzwerken gegenüber Umweltindikatoren kann nachgewiesen und verglichen werden. Am Beispiel der umweltpolitischen Indikatoren des Lissabon-Prozesses der Europäischen Union wird die regionale Resonanz von Indikatoren in verschiedenen Policy-Netzwerken untersucht. Das Ergebnis der Resonanzanalyse ist aus planerischer Sicht überraschend positiv: Es gibt nicht nur Blindheit und Untätigkeit gegenüber ökologischen Herausforderungen; differenzierte Policy-Netzwerke leiten in NRW erfolgreich eine ökologische Wende der EU-Regionalpolitik ein.