ALBERT

Description: Opinion formation within society follows complex dynamics. Towards its understanding, axiomatic theory can complement data analysis. To this end we propose an axiomatic model of opinion formation that aims to capture the interaction of individual conviction with social influence in a minimalist fashion. Despite only representing that (1) agents have an initial conviction with respect to a topic and are (2) influenced by their neighbours, the model shows emergence of opinion clusters from an initially unstructured state. Here, we show that increasing individual self-reliance makes agents more likely to align their socially influenced opinion with their inner conviction which concomitantly leads to increased polarisation. The opinion drift observed with increasing self-reliance may be a plausible analogue of polarisation trends in the real world. Modelling the basic traits of striving for individual versus group identity, we find a trade-off between individual fulfilment and societal cohesion. This finding from fundamental assumptions can serve as a building block to explain opinion polarisation.

Description: Wasserstoff wird eine entscheidende Rolle bei der Dekarbonisierung von schwer elektrifizierbaren Sektoren spielen, doch die Produktion von erneuerbarem Wasserstoff steckt noch in der Anfangsphase. Aus diesem Grund wird die Nutzung von kohlenstoffarmem Wasserstoff aus nicht-erneuerbaren Quellen als Übergangslösung auf dem Weg zu einer erneuerbaren Wasserstoffwirtschaft diskutiert. Kohlenstoffarmer Wasserstoff umfasst unterschiedliche Produktionsmethoden, wie die Herstellung aus fossilen Brennstoffen mit nachfolgender Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) oder -nutzung (CCU), sowie die Elektrolyse mit Strom aus Kernenergie. Um eine positive Klimaschutzwirkung durch den Einsatz von kohlenstoffarmem Wasserstoff sicherzustellen, müssen signifikante Reduzierungen von Treibhausgasemissionen (THG) erzielt werden. Dies sollte durch einen kohärenten regulatorischen Rahmen für die Produktion und den Import von kohlenstoffarmem Wasserstoff auf EU-Ebene gewährleistet werden. Diese Analyse gibt demnach Einblicke in den aktuellen Stand der EU-Gesetzgebung zur Produktion und zum Import von kohlenstoffarmem Wasserstoff und untersucht, ob die verbundenen Risiken und Herausforderungen für einen wirksamen Klimaschutz durch den Rechtsrahmen abgedeckt sind. Da jede Produktionsmethode durch unterschiedliche Herausforderungen charakterisiert ist, untersucht die Analyse die jeweiligen Regelungen gasbasierter Wasserstoffproduktion mit CCS, gasbasierter Wasserstoffproduktion mit CCU, sowie die Wasserstoffproduktion mit Kernenergie im Einzelnen. Auf dieser Grundlage werden Empfehlungen für die Entwicklung des regulatorischen Rahmens für innereuropäisch produzierten und importierten kohlenstoffarmem Wasserstoff formuliert.

Description: Renewable hydrogen is necessary for the decarbonization of sectors that are difficult to electrify, such as industry and aviation, and as a storage medium for surplus electricity from renewable sources.

Description: Wasserstoff ist durch seine vielfältigen Nutzungsmöglichkeiten ein Schlüsselelement der Sektorenkopplung auf dem Weg zur Klimaneutralität. Damit Wasserstoff aber für unterschiedliche, momentan noch nicht abschließend definierte Anwendungsbereiche genutzt werden kann, sind entsprechende technologische Infrastrukturen notwendig. Diese umfassen die Produktion, die Speicherung und den Transport von Wasserstoff. Während bei der Bereitstellung von Wasserstoff konkrete Ziele formuliert wurden und auch hinsichtlich der Anwendungsbereiche deutliche, wenn auch konkurrierende Vorstellungen bestehen, sind bei der Wasserstoffinfrastruktur viele grundsätzliche Fragen offen. Vor diesem Hintergrund diskutiert diese Analyse, unbeschadet der Tatsache, dass bislang weder eine Systementwicklungsplanung noch ein abgeschlossenes Wasserstoffwirtschaftsrecht in Deutschland bestehen, wie viel „System“ und „Planung“ bereits jetzt durch Stakeholder und den einschlägigen Rechtsrahmen mit Blick auf Wasserstoff mitgedacht werden. Dabei orientiert sich die Analyse an folgenden Fragen: Erfolgt die Regulierung in Sachen Wasserstoff bereits jetzt aus der Sicht eines geschlossenen Energiesystems? Sehen die Stakeholder Wasserstoff bereits systemisch und interpretieren sie den bestehenden Rechtsrahmen zur Planung der Infrastrukturen entsprechend? Folgen die Vorstellungen der Wasserstoffinfrastruktur schon jetzt systemischen Ansätzen oder stellen sie vielmehr eine weitere sektorale Infrastruktur und Planung dar? Die vorliegende Analyse zeigt, dass Stakeholder nicht grundsätzlich einen systemischen Blick auf Wasserstoff haben und gerade bei wirtschaftlichen Akteuren teilweise eine sektorale Betrachtung überwiegt. Hier sollte beobachtet werden, in welcher Weise bei der Realisierung des seit dem Sommer 2023 vorliegenden Vorschlag des Wasserstoffkernnetzes (FNB Gas 2023), Nutzerbedarfe in die Planungsprozesse einbezogen werden. Noch weniger berücksichtigen einschlägige Rechtsvorschriften die systemische Bedeutung von Wasserstoff. Beachtenswert ist dabei unter anderem, dass die bestehenden nationalen Vorschriften zur Einführung einer Wasserstoffnetzplanung wenig bis gar keine Bezugnahme zur systemischen Funktionsweise von Wasserstoff aufweisen. Im europäischen Recht entfaltet die Erneuerbare-Energien-Richtlinie durch das Kriterium der Zusätzlichkeit bei neu in Betrieb genommenen Anlagen hingegen durchaus eine vorgelagerte systemische Entscheidungswirkung. In der deutschen Planungspraxis könnte der systemische Aspekt dadurch gestärkt werden, dass Strom- und Wasserstoffnetzplanungen über Einzelaspekte wie Power-to-Gas-Anlagen in Zukunft von vornherein integriert angelegt werden.

Description: The world should redouble its efforts on the SDGs, not abandon them. Here’s how to progress the United Nations’ agenda towards 2050.

Description: Steigende Temperaturen, veränderte Niederschlagsverteilungen sowie häufigere und intensivere Extremwetterereignisse stellen die Landwirtschaft weltweit vor neue Herausforderungen. Insbesondere im globalen Süden ist in den kommenden Jahrzehnten mit Ertragseinbußen zu rechnen. Klimaresiliente Sorten können einen wichtigen Beitrag bei der Anpassung an den Klimawandel leisten. Es wird geschätzt, dass in Zukunft je nach Emissionsszenario 15-39% der weltweiten Anbauflächen neue Pflanzensorten benötigen. Die Züchtung einer neuen Sorte ist jedoch ein langwieriger und kostspieliger Prozess, der im Schnitt 10-12 Jahre in Anspruch nimmt. Durch neue Technologien wie Genome Editierung könnte dieser Prozess deutlich beschleunigt werden, gleichzeitig bietet die genetische Vielfalt von Landrassen und verwandten Wildarten große Möglichkeiten für die Züchtung. Im globalen Süden leisten internationale Forschungseinrichtungen sowie Gen- und Saatgutbanken einen wichtigen Beitrag zur Bereitstellung klimaresilienter Sorten. Hohe Kosten, unsichere Landeigentumsrechte, fehlender Zugang zu Märkten und Krediten stehen jedoch einer größeren Nutzung verbesserten Saatgutes entgegen. Durch Informationskampagnen, praktischer Demonstration von verbessertem Saatgut sowie finanziellen Anreizen kann ein schneller Sortenwechsel gefördert werden.

Description: The Arctic sea ice (ASI) is expected to decrease with further global warming. However, considerable uncertainty remains regarding the temperature range that would lead to a completely ice-free Arctic. Here, we combine satellite data and a large suite of models from the latest phase of the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6) to develop an empirical, observation-based projection of the September ASI area for increasing global mean surface temperature (GMST) values. This projection harnesses two simple linear relationships that are statistically supported by both observations and model data. First, we show that the September ASI area is linearly proportional to the area inside a specific northern hemisphere January–September mean temperature contour Tc. Second, we use observational data to show how zonally averaged temperatures have followed a positive linear trend relative to the GMST, consistent with Arctic amplification. To ensure the reliability of these observations throughout the rest of the century, we validate this trend by employing the CMIP6 ensemble. Combining these two linear relationships, we show that the September ASI area decrease will accelerate with respect to the GMST increase. Our analysis of observations and CMIP6 model data suggests a complete loss of the September ASI (area below 10〈sup〉8〈/sup〉 km〈sup〉2〈/sup〉) for global warming between 1.5 C and 2.2 C above pre-industrial GMST levels.

Description: The loss of Arctic sea ice (ASI) represents a major transformation in the Arctic region, impacting regional and global climate, ecosystems, and socio-economic structures. Observational and reanalysis data have consistently shown a notable shift in polar environmental conditions over recent decades, marked by a substantial reduction in the ASI area and a rise in the variability in its coverage and distribution. Utilizing data from the latest Coupled Model Intercomparison Project phase, our study reveals a consistent pattern highlighting a fundamental shift in ASI dynamics preceding total loss. We observe increasing fluctuations in the September ASI area as the threshold for an ice-free Arctic is approached across various scenarios and models. This pattern is particularly concentrated in the Central Arctic (CA) sub-region. Spatial analyses reveal increasing variance along the CA's northern coastlines, accompanied by a substantial increase in open water coverage, underscoring the shift from stable to highly variable ice conditions in this region. Additionally, our findings suggest a potential link between increased ASI fluctuations and variability in surface wind speeds. These specific results underscore the urgency of multidisciplinary approaches in addressing the challenges posed by ASI variability, with implications for marine ecosystems, Indigenous communities, and navigational safety.

Description: Detection of critical slowing down (CSD) is the dominant avenue for anticipating critical transitions from noisy time-series data. Most commonly, changes in variance and lag-1 autocorrelation [AC(1)] are used as CSD indicators. However, these indicators will only produce reliable results if the noise driving the system is white and stationary. In the more realistic case of time-correlated red noise, increasing (decreasing) the correlation of the noise will lead to spurious (masked) alarms for both variance and AC(1). Here, we propose two new methods that can discriminate true CSD from possible changes in the driving noise characteristics. We focus on estimating changes in the linear restoring rate based on Langevin-type dynamics driven by either white or red noise. We assess the capacity of our new estimators to anticipate critical transitions and show that they perform significantly better than other existing methods both for continuous-time and discrete-time models. In addition to conceptual models, we apply our methods to climate model simulations of the termination of the African Humid Period. The estimations rule out spurious signals stemming from nonstationary noise characteristics and reveal a destabilization of the African climate system as the dynamical mechanism underlying this archetype of abrupt climate change in the past.

Description: Die Entscheidung für den Austausch oder Ersatz eines Heizsystems ist eine, die für mehr als ein Jahrzehnt getroffen wird. Oftmals berücksichtigen Verbraucherinnen und Verbraucher dabei vor allem die einmal anfallende Einbau-Investition. Die Kosten über den gesamten Lebenszyklus sind deutlich schwerer zu ermitteln und unsicher, daher werden sie häufig zu wenig in die finanzielle Überlegung mit einbezogen. In einer neuen Analyse haben Ariadne-Forschende berechnet, wie hoch unterm Strich die Kosten für verschiedene Heiztechniken in bestehenden Wohngebäuden über einen Zeitraum von 20 Jahren angesichts zukünftiger Energieträgerpreise sowie der zu erwartenden CO2-Preisentwicklung sind.