ALBERT

Description: Das Framework der planetaren Grenzen definiert entlang neun miteinander verbundener Umweltdimensionen einen sicheren Handlungsraum für die Menschheit – den Holozän-Zustand der Erde. Gemäß einem Vorsichtsprinzip sollte diese Sicherheitszone nicht verlassen werden, um gravierenden Folgen für Mensch und Erdsystem vorzubeugen. Vier dieser Grenzen gelten global als bereits überschritten: Klimawandel, Biosphärenschäden, Landnutzungswandel und biogeochemische Kreisläufe. Der Forschungsstand zu deren Interaktionen und zu den Folgen ihrer Überschreitungen entwickelt sich weiter. Es erscheint möglich, diese Überschreitungen wieder weitgehend rückgängig zu machen bzw. weitere Grenzüberschreitungen zu vermeiden und dabei auch soziale Ziele wie die Welternährung zu erreichen. Diese große Herausforderung erfordert sektoren- und skalenübergreifende Maßnahmen hin zu nachhaltigeren Produktions- und Konsummustern.

Description: Das Framework der planetaren Grenzen definiert entlang neun miteinander verbundener Umweltdimensionen einen sicheren Handlungsraum für die Menschheit – den Holozän-Zustand der Erde. Gemäß einem Vorsichtsprinzip sollte diese Sicherheitszone nicht verlassen werden, um gravierenden Folgen für Mensch und Erdsystem vorzubeugen. Vier dieser Grenzen gelten global als bereits überschritten: Klimawandel, Biosphärenschäden, Landnutzungswandel und biogeochemische Kreisläufe. Der Forschungsstand zu deren Interaktionen und zu den Folgen ihrer Überschreitungen entwickelt sich weiter. Es erscheint möglich, diese Überschreitungen wieder weitgehend rückgängig zu machen bzw. weitere Grenzüberschreitungen zu vermeiden und dabei auch soziale Ziele wie die Welternährung zu erreichen. Diese große Herausforderung erfordert sektoren- und skalenübergreifende Maßnahmen hin zu nachhaltigeren Produktions- und Konsummustern. The framework of planetary boundaries defines a safe operating space for humanity along nine interconnected environmental dimensions (the Holocene state of planet Earth). According to a precautionary principle, this safe space should not be left in order to avoid detrimental consequences for the Earth system and human societies. Four of the boundaries are considered to be transgressed globally (for climate change, biosphere integrity, land-system change, and biogeochemical flows); further research on boundary interactions and impacts of their crossing is ongoing. It appears possible to revert these transgressions or avoid further transgressions, respectively, while even achieving social goals such as providing food for a growing world population. This great challenge requires cross-sectoral and cross-scale measures towards more sustainable patterns of production and consumption.

Description: Biomass feedstocks can be used to substitute fossil fuels and effectively remove carbon from the atmosphere to offset residual CO2 emissions from fossil fuel combustion and other sectors. Both features make biomass valuable for climate change mitigation; therefore, CO2 emission mitigation leads to complex and dynamic interactions between the energy and the land-use sector via emission pricing policies and bioenergy markets. Projected bioenergy deployment depends on climate target stringency as well as assumptions about context variables such as technology development, energy and land markets as well as policies. This study investigates the intra- and intersectorial effects on physical quantities and prices by coupling models of the energy (REMIND) and land-use sector (MAgPIE) using an iterative soft-link approach. The model framework is used to investigate variations of a broad set of context variables, including the harmonized variations on bioenergy technologies of the 33rd model comparison study of the Stanford Energy Modeling Forum (EMF-33) on climate change mitigation and large scale bioenergy deployment. Results indicate that CO2 emission mitigation triggers strong decline of fossil fuel use and rapid growth of bioenergy deployment around midcentury (~ 150 EJ/year) reaching saturation towards end-of-century. Varying context variables leads to diverse changes on mid-century bioenergy markets and carbon pricing. For example, reducing the ability to exploit the carbon value of bioenergy increases bioenergy use to substitute fossil fuels, whereas limitations on bioenergy supply shift bioenergy use to conversion alternatives featuring higher carbon capture rates. Radical variations, like fully excluding all technologies that combine bioenergy use with carbon removal, lead to substantial intersectorial effects by increasing bioenergy demand and increased economic pressure on both sectors. More gradual variations like selective exclusion of advanced bioliquid technologies in the energy sector or changes in diets mostly lead to substantial intrasectorial reallocation effects. The results deepen our understanding of the land-energy nexus, and we discuss the importance of carefully choosing variations in sensitivity analyses to provide a balanced assessment.