ALBERT

Description: The performance of the European Union (EU) Emissions Trading System (ETS) and other cap-and-trade schemes has been under scrutiny because of their inability to create a stable price for greenhouse gas emissions. This article seeks to inform the often confusing debate about the economic performance of cap-and-trade systems over time, with a focus on the EU ETS. Based on a simple intertemporal framework of emissions trading and a review of the literature, we show that different frameworks and notions of efficiency result in both different assessments of performance and different recommended strategies for improving performance. More specifically, we argue that if cap-and-trade systems have temporal flexibility (i.e., they include banking and borrowing of emissions allowances), it can be highly misleading to base the economic assessment on short-term efficiency. We seek to draw attention to the concept of long-term economic performance, which takes into account the intertemporal nature of emissions trading systems. In particular, we identify market and government distortions (e.g., myopia, lack of policy credibility, excessive discounting) that may depress allowance prices and hamper intertemporal efficiency. We then examine whether the recently adopted Market Stability Reserve and the alternative price collar are likely to address these distortions.

Description: The most recent IPCC assessment has shown an important role for negative emissions technologies (NETs) in limiting global warming to 2 °C cost-effectively. However, a bottom-up, systematic, reproducible, and transparent literature assessment of the different options to remove CO2 from the atmosphere is currently missing. In part 1 of this three-part review on NETs, we assemble a comprehensive set of the relevant literature so far published, focusing on seven technologies: bioenergy with carbon capture and storage (BECCS), afforestation and reforestation, direct air carbon capture and storage (DACCS), enhanced weathering, ocean fertilisation, biochar, and soil carbon sequestration. In this part, part 2 of the review, we present estimates of costs, potentials, and side-effects for these technologies, and qualify them with the authors' assessment. Part 3 reviews the innovation and scaling challenges that must be addressed to realise NETs deployment as a viable climate mitigation strategy. Based on a systematic review of the literature, our best estimates for sustainable global NET potentials in 2050 are 0.5–3.6 GtCO2 yr−1 for afforestation and reforestation, 0.5–5 GtCO2 yr−1 for BECCS, 0.5–2 GtCO2 yr−1 for biochar, 2–4 GtCO2 yr−1 for enhanced weathering, 0.5–5 GtCO2 yr−1 for DACCS, and up to 5 GtCO2 yr−1 for soil carbon sequestration. Costs vary widely across the technologies, as do their permanency and cumulative potentials beyond 2050. It is unlikely that a single NET will be able to sustainably meet the rates of carbon uptake described in integrated assessment pathways consistent with 1.5 °C of global warming.

Description: Introducing a price on greenhouse gas emissions would not only contribute to reducing the risk of dangerous anthropogenic climate change, but would also generate substantial public revenues. Some of these revenues could be used to cover investment needs for infrastructure providing access to water, sanitation, electricity, telecommunications, and transport. In this way, emission pricing could promote sustainable socio-economic development by safeguarding the stability of natural systems which constitute the material basis of economies, while at the same time providing public goods that are essential for human well-being. For a scenario that is consistent with limiting global warming to below 2°C, we find that domestic carbon pricing (without redistribution of revenues across countries) has substantial potential to close existing access gaps for water, sanitation, electricity, and telecommunication. However, for the majority of countries carbon pricing revenues would not be sufficient to pave all unpaved roads, and for most countries in Sub-Saharan Africa they would be insufficient to provide universal access to all types of infrastructure except water. If some fraction of the global revenues of carbon pricing is redistributed, e.g., via the Green Climate Fund, more ambitious infrastructure access goals could be achieved in developing countries. Our paper also bears relevance for the design of climate finance mechanisms, as it suggests that supporting carbon pricing policies instead of project based finance might not only permit cost-efficient emission reductions, but also leverage public revenues to promote human development goals.

Description: It is often argued that, ethically, resource rents should accrue to all citizens. Yet, in reality, the rents from exploiting national resources are often concentrated in the hands of a few. If resource rents were to be taxed, on the other hand, substantial amounts of public money could be raised and used to cover the population's infrastructure needs, such as access to electricity, water, sanitation, communication technology and roads, which all play important roles in a nation's economic development process. Here, the authors examine to what extent existing resource rents could be used to provide universal access to these infrastructures.

Description: To have a 〉50% chance of limiting warming below 2 °C, most recent scenarios from integrated assessment models (IAMs) require large-scale deployment of negative emissions technologies (NETs). These are technologies that result in the net removal of greenhouse gases from the atmosphere. We quantify potential global impacts of the different NETs on various factors (such as land, greenhouse gas emissions, water, albedo, nutrients and energy) to determine the biophysical limits to, and economic costs of, their widespread application. Resource implications vary between technologies and need to be satisfactorily addressed if NETs are to have a significant role in achieving climate goals.

Description: Klimaschutzpfade und Residualemissionen Die Erreichung des 1,5°C-Ziels hängt von der großskaligen Verfügbarkeit und Anwendung von CO 2- Entnahmetechnologien bzw. -praktiken ab. Auch in vielen 2°C-Szenarien spielt die CO2-Entnahme eine wichtige Rolle, insbesondere, um die Kosten des Klimaschutzes zu reduzieren. Das 2°C-Ziel könnte zwar prinzipiell noch ohne größere CO2-Entnahmen erreicht werden, jedoch nur zu sehr hohen Kosten bzw. unter sehr optimistischen Annahmen, etwa bezüglich der Energienachfrage. Eine weitere Verzögerung von ambitionierter Klimapolitik führt zu einer wachsenden Abhängigkeit von CO2-Entnahmen, um die Pariser Klimaziele zu erreichen – auch für das 2°C-Ziel. Dies lässt sich anhand der Residualemissionen belegen. In den meisten 1,5°C- und 2°C-Szenarien werden CO2-Entnahmetechnologien schon bis zum Jahr 2050 großskalig ausgebaut, wobei bis zu 20% der heutigen Emissionen durch BECCS und bis zu 25% durch Wiederaufforstung und landwirtschaftliche Maßnahmen entnommen werden. Es gibt eine große Bandbreite an möglichen CO 2-Entnahmepfaden, s owohl in 1,5 °C- als auch in 2°C - Klimaschutzszenarien. Das bedeutet: Es ist nun ein gesellschaftlicher Diskurs notwendig, der Risiken und Nutzen der verschiedenen Pfade abwägt und entscheidet – erstens wieviel CO2 der Atmosphäre entzogen werden soll und zweitens auf welche Art und Weise dies durchgeführt werden soll. In Deutschland stehen nur wenige Szenarien zu nötigen CO2-Entnahmemengen zur Verfügung. Unter der Annahme sofortiger ambitionierter Klimapolitik liegt die Spannbreite bei 60 -130 MtCO 2Äq, um Emissionsneutralität in 2050 zu erreichen, wobei der Großteil auf die Restemissionen der Industrie und Landwirtschaft entfällt. Technologien & Praktiken Die momentan in der Diskussion stehenden Entnahmetechnologien und -praktiken sind folgende: Bioenergie mit Kohlenstoffabscheidung und Speicherung (BECCS), direkte Abscheidung aus der Luft mit geologischer Speicherung (DACCS), beschleunigte Verwitterung, Aufforstung und Wiederaufforstung, Anreicherung des Bodenkohlenstoffs sowie Ausbringen von Pflanzenkohle. Sie alle weisen auf globalem Niveau relevante Potentiale auf – aber auch technologiespezifische Konflikte mit anderen Nachhaltigkeitszielen, Ressourcenkonkurrenz, und Barrieren, was die Skalierung betrifft (Innovationslücken, Systeminkompatibilitäten, etc.). Es kristallisiert sich keine Gewinner -Technologie heraus, und das passende CDR-Portfolio wird vom Kontext abhängen. Während die technischen CDR -Möglichkeiten am oberen Ende de s Kostenspektrums anzusiedeln sind, sind viele der landbasierten Methoden bereits erprobt und könnten sofort in Angriff genommen werden – beispielsweise die Anreicherung des Bodenkohlenstoffs durch vermindertes Pflügen und Anpflanzen von Bodendeckern. Zudem ist die Implementierung einiger dieser Optionen nicht mit Zielkonflikten verbunden, etwa durch erhöhten Landflächenbedarf , sondern sie weist auch potentiell positive Nebeneffekte auf und kann andere Nachhaltigkeitsziele unterstützen. Hierbei sind jedoch den Problemen der Sättigung und vor allem der Permanenz/Reversibilität Rechnung zu tragen. Während es einen wachsenden Wissensstand zur Angebotsseite der CDR-Innovationskette gibt, sind die nachfrageseitigen Aspekte der Innovationskette kaum erforscht. Es gilt daher ein besseres Verständnis für Nischenmärkte, Demand Pull und Akzeptanz zu entwickeln. Zudem zeigen die Klimaschutzszenarien eine derart rasche und hohe Skalierung auf, sodass völlig neue Innovationsmodelle für CDR-Technologien erforderlich sind.Methoden zur CO2-Nutzung (CCU) erreichen i.A. keine dauerhafte Speicherung von CO2 und weisen zudem vergleichsweise begrenzte Potentiale auf. Eine verstärkte CO2-Nutzung kann daher zunächst kaum dazu beitragen, das Pariser Abkommen wieder in Reichweite zu bringen. Sie könnte aber durchaus ein entscheidender Katalysator sein, um die Innovationslücke zu schließen und eine rasche technologische Entwicklung für die dauerhafte Kohlenstoffabscheidung in Gang zu setzen. Beispielhafte Schätzungen für die Entnahmepotentiale in Deutschland liegen für BECCS bei 65 -120 MtCO2 (limitierender Faktor ist das Biomassepotential), für DACCS bei 35-55 MtCO2 (limitierender Faktor ist der Energiebedarf), für Aufforstung 7 MtCO2 (limitierender Faktor die Landfläche), für Pflanzenkohle 3-7 MtCO2 (limitierender Faktor ist das Biomassepotential) und für beschleunigte Verwitterung 30 MtCO2 (limitierender Faktor ist die Gesamtagrarfläche). Aufgrund von Flächenkonkurrenz liegt das Gesamtpotential jedoch unter der Summe der einzelnen Potentiale. Politikinstrumente und Governance Grundsätzlich sollten Emissionen und Entnahmen gleich hoch bepreist werden. Dies gilt auch für die dynamische Betrachtung des CO2-Preispfads, wobei bei netto-negativer Emissionsbilanz ein öffentlicher Finanzierungsbedarf entsteht, der nicht mehr über die Einnahmen aus der CO 2-Bepreisung gedeckt werden kann. Durch Marktversagen, Externalitäten und technologiespezifische Verzerrungen kann es aber Fälle geben, in denen Preisdifferenzierung angezeigt ist. Trotz der potenziellen Kostenvorteile einer global ausgerichteten Förderung von CO2-Entnahme kann ein Fokus auf Deutschland bzw. die EU zunächst sinnvoll sein, da z.B. Lerneffekte ausgenutzt und negative Umweltwirkungen besser kontrolliert werden können. Zur Innovationsbeschleunigung dienen Zuschüsse und Fördermittel für F&E -Vorhaben (inklusive für Verfahren zur Speicherung, zum Monitoring und zur Verifizierung), langfristig angekündigte CO 2- Mindestpreise für CO2-Entnahme und ein regelmäßiges Review-Verfahren, in dem nach klar definierten Kriterien neue Technologien als CO2-Entnahme-Technologie zugelassen und förderfähig werden. Ein präzises Monitoring der entnommenen Emissionsmengen und eine Verifizierung der dauerhaft gespeicherten Kohlenstoffmengen sind essentiell, um (a) den Klimaeffekt von CO2-Entnahmeverfahren korrekt messen zu können und damit belastbare Aussagen zur Erreichung von Klimazielen tätigen zu können und (b) die Vergütung zur CO2-Entnahme möglichst exakt an den entnommenen und dauerhaft gespeicherten Emissionsmengen ausrichten zu können. Zur Förderung und Ausweitung von CDR w erden zwei grundlegende Governance -Architekturen identifiziert: (1) der Einsatz von Einzelmaßnahmen, die auf einzelne Entnahme-Technologien bzw. -Aktivitäten zielen, sowie (2) ein preisbasierter Ansatz. Bei letzterem stellt ein Emissionspreis oder ein Entnahme-Referenzpreis das zentrale Instrument dar, ergänzt um zusätzliche Regulierungen oder Förderungen, die spezifische technologische, ökologische oder ökonomische Aspekte berücksichtigen. Die Hauptfrage ist dabei, ob es ein separates Mengenziel für die Entnahme geben sollte, was auch unerwünschte Interaktionen mit Emissionsminderungsmaßnahmen vermeiden würde. Einstiegsmöglichkeiten Die als erstes zu klärende Frage ist die des Entnahmeziels und ob man es vom Vermeidungsziel trennt. In zweiter Instanz ist die Art der Entnahme zu klären. Land-basierte Entnahmepraktiken könnten bereits bei einer Verschärfung der 2030 -Minderungsziele mitgedacht werden. Ihre relativ niedrigeren Kosten und geringeren politischen Herausforderungen (z.B. Akzeptanz) machen sie zu günstigen Einstiegsmöglichkeiten – jedoch ist das Potential begrenzt, und die Reversibilität , Messung und Verifizierung sind ernstzunehmende Herausforderungen. Daher muss eine umfassende Strategie auch Techniken berücksichtigen, die u.a. die geologische Speicherung beinhalten (CCS). Die politischen Herausforderungen könnten kurz- bis mittelfristig durch einen Fokus auf Offshore -Speicherung, Transparenz und partizipative Modelle adressiert werden