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Nordrhein-Westfalen ist durch seine starken Industriezweige einer der wichtigsten und wirtschaftlich bedeutendsten Standorte in Deutschland. Aufgrund der Transformation hin zu einer nachhaltigen und klimaneutralen Wirtschaft stehen aber gerade diese Sektoren in NRW zunehmend unter Druck, da sie einen hohen Energie- sowie Ressourcenverbrauch aufweisen. Hier setzt das Konzept der digitalen zirkulären Wirtschaft, oder auch digitale Circular Economy, an. Dabei handelt es sich um die Transformation des aktuell linearen Wirtschaftsmodell hin zu einer ressourcenschonenden energieeinsparenden Kreislaufwirtschaft, die mit Hilfe digitaler Technologien ermöglicht wird. Der Digitalisierung kommt eine besondere Bedeutung zu, da sie Zirkularität nicht nur messbar macht, sondern zirkuläre Strategien in komplexen Wertschöpfungsketten überhaupt erst ermöglicht.
Dieses Papier untersucht die aktuelle Ausgangslage NRWs als Industriestandort im Hinblick auf eine solche digital-zirkuläre Transformation. Dabei werden Treiber der digitalen Kreislaufwirtschaft beleuchtet und die Circular Economy Readiness als auch die Data Economy Readiness analysiert. Es zeigt sich, dass Unternehmen im Bezug zur Circular Economy Readiness häufig eher inkrementelle statt disruptiver Anpassungen vornehmen. Zirkuläre Dienstleistungen, die z.B. Sharing- oder Mietmodelle umfassen, spielen bisher noch keine prominente Rolle. Bezüglich der Data Economy Readiness zeigt sich großes Potenzial beim adäquaten Nutzen der Daten, wobei die Datenspeicherung schon weitgehend digitalisiert ist. Insbesondere das Data-Sharing ist ein wesentlicher Bestandteil eines digital gestützten zirkulären Wirtschaftens, hier zeigen sich in der Untersuchung jedoch noch deutliche Defizite.
In Deutschland werden jährlich über sieben Millionen gebrauchte Matratzen entsorgt, die überwiegend verbrannt und nur zu einem Bruchteil recycelt werden. Dieser lineare Ansatz belastet die Ressourcen, erhöht die Emissionen und birgt Umweltrisiken. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, kann die erweiterte Herstellerverantwortung (Extended Producer Responsibility, EPR) als Instrument zur Umsetzung einer Kreislaufwirtschaft dienen. In dieser Masterarbeit wird daher untersucht, wie ein EPR-System für Matratzen in Deutschland gestaltet sein sollte, um Kreisläufe effizient zu schließen. Gleichzeitig zielt diese Thesis darauf ab, die damit verbundenen Anforderungen und Herausforderungen bei der Umsetzung eines solchen Systems zu identifizieren.
Zur Beantwortung der Forschungsfragen wurden mithilfe von Expert*innen-Interviews und einer umfassenden Literaturrecherche drei EPR-Modelle entwickelt und anhand von ausgewählten Kriterien bewertet. Die Ergebnisse der Bewertung ergaben, dass ein Modell präferiert werden sollte, in dem eine sogenannte Producer Responsibility Organisation (PRO) gebündelt die Verantwortung der Hersteller übernimmt. Ein solches System würde unter anderem eine angemessene Kontrolle ermöglichen und Anreize für Forschung und Entwicklung im Bereich der Recyclingtechnologien und des zirkulären Designs der Matratzen schaffen. Obwohl die Datenlage über Altmatratzen und deren Verwertung in Deutschland derzeit noch begrenzt sind und die hier präsentierten Ergebnisse von der gewählten Methodik abhängen, dient diese Masterarbeit als erste Grundlage für die weitere Entwicklung eines EPR-Systems für Matratzen in Deutschland.
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.
Die Transformation hin zu einer zirkulären Wirtschaft ist von großer Bedeutung insbesondere für Klimaneutralität, den Schutz der Biodiversität und insgesamt den Erhalt der natürlichen Lebensgrundlagen. Im Fokus stehen dabei die zirkulären Grundprinzipien: Senkung des absoluten Ressourceneinsatzes ("Reduce"), Verlängerung der Produktlebenszyklen ("Reuse" und "Repair") und Weiterverwendung von Materialien am Ende eines Zyklus ("Recycle").
Die hier vom Wuppertal Institut und dem Hamburg Institute for Innovation, Climate Protection and Circular Economy (HIICCE) vorgelegte Studie bietet einen Überblick zum Status quo der zirkulären Wirtschaft und Stakeholderlandschaft in Hamburg und formuliert Handlungsempfehlungen. Beauftragt wurde die Studie von der Behörde für Umwelt, Klima, Energie und Agrarwirtschaft.
Nie gab es mehr zu tun. Unsere Wirtschaft braucht nicht nur technische, sondern auch soziale und kulturelle Innovationen. Etablierte Wirtschaftsförderung beschränkt sich meist auf klassische gewerbliche Unternehmen und strebt nach Wettbewerbsfähigkeit und Wachstum. Das Konzept der Wirtschaftsförderung 4.0 geht darüber hinaus und betrachtet die gesamte Wirtschaft einer Stadt oder Region. Es ergänzt die klassischen Strategien und zielt darauf ab, lokale und regionale Wirtschaftsstrukturen zu stärken. Auch private und öffentliche Haushalte, Vereine und soziale Initiativen werden dabei berücksichtigt.
Wirtschaftsförderung 4.0 initiiert so neue Wertschöpfung vor Ort, eröffnet lokale Investitionsmöglichkeiten, bindet regionale Kaufkraft, entfaltet neue Wirtschaftsideen, fördert Kooperationen und stärkt lokale Vielfalt. Zudem fördert sie Ressourcengerechtigkeit und Klimaschutz. Das Buch stellt diese innovative Wirtschaftsförderung vor, die die regionale und lokale Wirtschaft stabilisiert und Regionen dadurch widerstandsfähiger gegen globale Krisen macht.
Mit dem Ziel, das Kunststoffrecycling weiter zu steigern, wurden in diesem Vorhaben die Verfahren und Prozesse der werkstofflichen Verwertung von Kunststoffabfällen in den Blick genommen - von der Sortierung über die Aufbereitung bis hin zu einem erneuten Einsatz in der Produktion. Ausgehend von der Beschreibung des Standes der Technik wurden mögliche, innovative technische Optimierungspotenziale identifiziert und dargestellt, die zur Verbesserung der Rezyklatqualitäten und ihren Einsatzmöglichkeiten in Neuprodukten beitragen können. Für eine Bewertung der Umweltwirkungen der technischen Innovationen im Vergleich zum Stand wurden ökobilanzielle Berechnungen vorgenommen.
Mit dem Ziel, das Kunststoffrecycling weiter zu steigern, wurden in diesem Vorhaben die Verfahren und Prozesse der werkstofflichen Verwertung von Kunststoffabfällen in den Blick genommen - von der Sortierung über die Aufbereitung bis hin zu einem erneuten Einsatz in der Produktion. Ausgehend von der Beschreibung des Standes der Technik wurden mögliche, innovative technische Optimierungspotenziale identifiziert und dargestellt, die zur Verbesserung der Rezyklatqualitäten und ihren Einsatzmöglichkeiten in Neuprodukten beitragen können. Für eine Bewertung der Umweltwirkungen der technischen Innovationen im Vergleich zum Stand wurden ökobilanzielle Berechnungen vorgenommen.
Die Grundstoffindustrie ist ein Pfeiler des Wohlstands in Deutschland, sie garantiert Wertschöpfung und sorgt für über 550.000 hochwertige Arbeitsplätze. Im Ausland steht Made in Germany für höchste Qualität und Innovationsdynamik. Aber: Trotz Effizienzsteigerungen sind die Emissionen der Industrie in den letzten Jahren nicht gefallen und durch die nationalen und internationalen Klimaschutzziele steigt der Druck. Die zentrale Frage lautet daher: Wie kann die Grundstoffindustrie in Deutschland bis spätestens 2050 klimaneutral werden - und gleichzeitig ihre starke Stellung im internationalen Wettbewerbsumfeld behalten?
Agora Energiewende und das Wuppertal Institut haben im Rahmen dieses Projekts in zahlreichen Workshops mit Industrie, Verbänden, Gewerkschaften, Ministerien und der Zivilgesellschaft die Zukunft für eine klimaneutrale Industrie diskutiert und einen Lösungsraum aus technologischen Optionen und politischen Rahmenbedingungen skizziert. In den Workshops wurde deutlich: Die Industrie steht in den Startlöchern, die Herausforderung Klimaschutz offensiv anzugehen. Die fehlenden Rahmenbedingungen und der bisher unzureichende Gestaltungswille der Politik, innovative Instrumente umzusetzen, hindern sie jedoch voranzugehen.
Es ist höchste Zeit, dass sich das ändert. Denn jede neue Industrieanlage muss klimasicher sein - schließlich hat sie eine Laufzeit bis weit über das Jahr 2050 hinaus. Diese Publikation soll einen Beitrag dazu leisten, richtungssicher investieren zu können.
Der Teilbericht 2 enthält alle 31 Technologieberichte, die im Forschungsvorhaben "Technologien für die Energiewende" erstellt wurden. Für jedes Technologiefeld wird der Entwicklungsstatus und der Bedarf an Forschung und Entwicklung dargestellt. Die Bewertung erfolgte mittels 12 Bewertungskriterien, die nach dem klimapolitischen und energiewirtschaftlichen Beitrag der jeweiligen Technologien fragen, die Positionierung deutscher Unternehmen im internationalen Kontext betrachten sowie die Systemkompatibilität bewerten. Hinzu kommen Aspekte der gesellschaftlichen Akzeptanz sowie des Standes von F&E im internationalen Vergleich.
Band 1 enthält die Technologieberichte aus den Bereichen Erneuerbare Energien, konventionelle Kraftwerke und Infrastruktur.
Der Politikbericht ist ein Ergebnis des Forschungsvorhabens "Technologien für die Energiewende", das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) als Teil des strategischen Leitprojekts "Trends und Perspektiven der Energieforschung" von 2016 bis 2018 gefördert wurde. Er enthält neben einer kurzen deutschen und englischen Einleitung vierseitige Zusammenfassungen zu jedem der 31 analysierten Technologiefelder und eine Kurzdarstellung der Bewertungsmethodik. Die Zusammenfassungen sind gegliedert nach Definition des Technologiefeldes, aktueller Stand der Technologie, ausgewählte Bewertungskriterien und F&E-Empfehlungen.
