ALBERT

Description: Das Kopernikus-Projekt "ENavi" hat im Forschungsschwerpunkt "Transformation des Stromsystems" untersucht, wie der Stromsektor zur Erreichung der Klimaziele beitragen kann. Aktuell gilt es, den Kohleausstieg ökonomisch effizient und ökologisch zu organisieren. Seine Ergebnisse hat das Team der von der Bundesregierung eingesetzten Kommission für Wachstum, Strukturwandel und Beschäftigung ("Kohlekommission") präsentiert.

Description: In der Dissertation wird eine Methodik entwickelt, welche die Berechnung des Redispatcheinsatzes im deutschen Übertragungsnetz ermöglicht. Dabei wird die Auswirkungen einer Integration der Flexibilität aus dezentralen Anlagen in das elektrische Energiesystem dargestellt. Durch die Integration von dezentralen Flexibilitäten können geringere Brennstoff- und CO2-Zertifikatskosten bei relativ konstanten CO2-Emissionen erreicht werden. Bei einem Redispatcheinsatz, welcher die Leistungserhöhung aus konventionellen thermischen Kraftwerken weitgehend vermeidet, kann bei der Berücksichtigung dezentraler Flexibilitäten bis zu 99 Prozent der benötigten Redispatcherhöhung aus konventionellen Kraftwerken mit Hilfe dezentraler Alternativen ersetzt werden. Diese Übernahme der Redispatchaufgaben durch dezentrale Anlagen ist allerdings mit einer signifikanten Erhöhung der Redispatchkosten verbunden.

Description: Was hat Design mit Umwelt und Nachhaltigkeit zu tun? Die globale Erwärmung und der Klimawandel lassen sich auf verschiedene Ursachen zurückführen. Design, das die Umwelt außen vor lässt, ist einer der Gründe. Viele Produkte und Dienstleistungen verbrauchen nämlich viel Energie und Ressourcen haben auch eine hohe soziale Relevanz - sie sorgen beispielsweise für Teilhabe oder Exklusion. Wie eine Transformation hin zu mehr Nachhaltigkeit in diesem Bereich besser gelingt, fasst der neue "Transition Design Guide" des Wuppertal Instituts und der Folkwang Universität der Künste in Kooperation mit der ecosign - Akademie für Gestaltung Köln und der Bergischen Universität Wuppertal zusammen. Der Leitfaden gibt interessierten Gestaltenden, Entwickelnden, Transformatorinnen und Transformatoren sowie Forschenden in Universitäten, Unternehmen und Kommunen 16 Praxis-Werkzeuge an die Hand, um Produkte, Dienstleistungen, soziale Räume oder andere Erfahrungswelten nachhaltiger und umweltbewusster zu entwerfen. Anhand der Arbeitsblätter lassen sich gestalterische Ideen und Konzepte auf ihre Nachhaltigkeitspotenziale untersuchen und weiterentwickeln. Nachhaltigkeitsaspekte werden dabei mit den Methoden und Arbeitsschritten eines klassischen Designprozesses zusammengeführt. Ausführliche Hintergrundinformationen ergänzen die Themen der Tools inhaltlich.

Description: Aufgrund der perspektivisch insbesondere mit dem benötigten weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien verbundenen weiter zunehmenden Auswirkungen der Energiesystemtransformation auf Landschaft und Ökosysteme erscheint es angemessen, dass Politik und Gesellschaft die Naturverträglichkeit der Energiewende bzw. ihrer konkreten Ausgestaltung stärker in den Blick nehmen als bisher. Denn eine angemessene Berücksichtigung und darauf aufbauende weitest mögliche Minderung der negativen Einflüsse von Energiewende-Maßnahmen auf die Natur ist aus verschiedenen Gründen von Bedeutung: Zum einen ist die gesellschaftliche Akzeptanz für das Gelingen der Energiewende entscheidend und eine weitgehend naturverträgliche Ausgestaltung der Energiewende kann diese Akzeptanz befördern. Zum anderen sind intakte Ökosysteme für das menschliche Wohlergehen von hoher Bedeutung und es kann darüberhinaus argumentiert werden, dass ihnen unabhängig vom Wert für den Menschen auch ein intrinsischer Wert zugesprochen werden sollte. (Zusätzliche) Ökosystemstörungen sollten folglich so weit wie möglich vermieden werden. Vor diesem Hintergrund hat der Naturschutzbund Deutschland e.V. das Wuppertal Institut beauftragt, in dem vorliegenden Bericht mögliche Maßnahmen zu identifizieren und zu beschreiben, die sowohl wesentliche Beiträge zur Erreichung der Ziele der Energiewende leisten können, deren Umsetzung gleichzeitig aber nach derzeitigem Wissensstand keine oder nur geringe negative Auswirkungen auf die Natur hätte. Der Bericht soll dabei helfen, die Aufmerksamkeit auf gegenwärtig nicht ausgeschöpfte, von der Energiepolitik und auch von vielen vorliegenden Energiewende-Studien nicht oder wenig beachtete aber wahrscheinlich naturschutzgerechtere Klimaschutzoptionen zu richten und diese Optionen besser zu verstehen.

Description: Um den ungebremst fortschreitenden Klimawandel zu begrenzen, ist eine stufenweise Dekarbonisierung des Energiesystems notwendig, die bereits bis zur Mitte dieses Jahrhunderts schon weitgehend erreicht sein muss. Neben Unsicherheiten gehen von der Energiewende gleichzeitig Investitionsimpulse für Innovationen aus, wobei Systeminnovationen eine zentrale Treiberfunktion zur Dekarbonisierung des Energiesystems einnehmen. Diese Arbeit fokussiert die Rolle von Innovationskaskaden in der Energiewende und analysiert die Überführung von Systeminnovationen in strategische Geschäftsmodellinnovationen vor dem Hintergrund der Frage, wie die Dekarbonisierung des Energiesystems für Unternehmen der Energiewirtschaft und THG-intensiven Industrie rentabel ausgestaltet werden kann. Die Dissertation leistet einen substanziellen Beitrag zur Entscheidungsfindung im strategischen (Innovations-)Management für Unternehmen der Energiewirtschaft und der THG-intensiven Sektoren - Bereiche, die von einem erheblichen Transformationsdruck gekennzeichnet sind. Insbesondere für Unternehmen, die bedingt durch den Wandel des Energiesystems großen Herausforderungen gegenüberstehen, leistet diese Arbeit einen Beitrag zur Ableitung neuer, nachhaltiger und ökonomisch tragfähiger Geschäftsmodelle. Im Mittelpunkt stehen die Systeminnovationen Power-to-Gas (P2G) und Algae-to-X (A2X). Dabei wird der Begriff Algae-to-X erstmalig in die wissenschaftliche und praktische Diskussion eingeführt und konzeptionell fundiert. Mit einer ganzheitlichen Untersuchung der Innovationsprozesse, den damit verbundenen Chancen, Potenzialen, Unsicherheiten, Hemmnissen und visionären Zukunftsbildern von Power-to-Gas und Algae-to-X werden konkrete Handlungsansätze zur Förderung von Systeminnovationen und der Überführung in Geschäftsmodellinnovationen im window of opportunity der Energiewende herausgearbeitet. Diese Forschungsarbeit trägt zur Weiterentwicklung der wirtschafts-wissenschaftlichen Theoriebasis in den Disziplinen des strategischen Managements und des strategischen Innovationsmanagements bei: Aufbauend auf einer breiten und tiefgreifenden Analyse bestehender Ansätze wird die Bedeutung von Systeminnovationen und Geschäftsmodellinnovationen herausgestellt und die tragende Rolle des in der Theorie noch relativ jungen Konzepts der Innovationskaskaden für die Umsetzung des systemischen Transformationsprozesses der Energiewende theoretisch fundiert und empirisch gestützt. Hervorzuheben ist, dass die Unsicherheiten, die mit der Entwicklung von tragfähigen Geschäftsmodellinnovationen einhergehen, ökonomisch fundiert sind, in den Beispielen in Abhängigkeit des Neuigkeitsgrades und damit der Entwicklungsstufe der Innovationskaskade aber technologisch (A2X) bzw. regulatorisch (P2G) bedingt sind. Bei der Überführung von Systeminnovationen in strategische Geschäftsmodellinnovationen über die Ableitung von Innovationskaskaden stellt diese Arbeit zwei neue, theoretisch fundierte und empirisch überprüfte innovationsauslösende Stimuli vor: Die systeminduzierten Impulse des system-push und des system-pull.

Description: Diese Kurzstudie geht auf den möglichen Beitrag von synthetischen Kraftstoffen zur Verkehrswende ein. Sie stellt die Einsatzmöglichkeiten dar, zeigt alternative Minderungsoptionen auf, und vergleicht sie mit den Einsatzmöglichkeiten von synthetischen Kraftstoffen. Zudem gibt der Bericht einen Überblick über volkswirtschaftliche Effekte, auf deren Basis abschließend Schlussfolgerungen für den Beitrag synthetischer Kraftstoffe zur Verkehrswende abgeleitet und diese in Handlungsleitlinien (Prioritäten) übersetzt werden.

Description: Diese Studie untersucht Notwendigkeiten und Möglichkeiten, Wasserstoff und Strom zu nutzen, um den Verkehrssektor in Deutschland perspektivisch zu dekarbonisieren. Basis der Untersuchung ist das Dekarbonisierungsszenario des Wuppertal Instituts von 2017, welches den Verkehrssektor Deutschlands unter der Maßgabe dekarbonisiert, dass Deutschland einen adäquaten Beitrag dazu leistet, den Klimawandel auf 1,5 °C mittlere Temperaturerhöhung gegenüber dem vorindustriellen Zeitalter zu begrenzen. Das Dekarbonisierungsszenario nimmt eine ambitionierte Verkehrswende an, um dieses Politikziel zu erreichen. Es zeichnet sich durch eine besonders effiziente Mobilität aus, indem es umfangreiche Vermeidungs- und Verlagerungsmaßnahmen vorsieht und dadurch der Energieverbrauch besonders gering bleiben kann. Dennoch werden selbst in diesem Klimaschutzszenario signifikante Mengen erneuerbaren Stroms für den Verkehrssektor benötigt. Es findet eine möglichst "direkte Elektrifizierung" statt, also ein Strombezug von batterie-elektrischen Pkw aus dem Netz, sowie über Oberleitungen für die Schiene und für große Lkw auf Bundesautobahnen. Es ist aber auch eine "indirekte Elektrifizierung" nötig, indem aus erneuerbarem Strom unter der Hinnahme von Wirkungsgradverlusten Wasserstoff (H2) und als Folgeprodukt auch synthetische Kraftstoffe hergestellt werden. Diese strombasierten Produkte werden im Dekarbonisierungsszenario für große Pkw und Lkw verwendet. Die vorliegende Studie berechnet zusätzlich den H2- bzw. PtX-Bedarf des internationalen Flug- und Seeverkehrs. Sie bestimmt außerdem das Lastprofil für eine ungesteuerte Ladung von Elektro-Pkw im Zieljahr. Die Berechnungen verdeutlichen, dass die Dekarbonisierung des Verkehrssektors in Zukunft sehr viel stärker mit dem Stromsystem wechselwirkt. Für Klimaschutz im Verkehr bedarf es neben einer drastischen Energieverbrauchssenkung und einem beschleunigten Ausbau erneuerbarer Energien auch die Infrastruktur für Strom und strombasierte Produkte.

Description: Virtuelle Kraftwerke (VKW) bieten die Möglichkeit, den steigenden Flexibilitätsbedarf des Stromsystems durch die Bündelung dezentraler Erzeugungsanlagen, Speicher und steuerbarer Verbraucher zu decken. Insbesondere die Hebung noch unerschlossener dezentraler Flexibilitätspotenziale auf Haushaltsebene, die durch die Digitalisierung und die Verfügbakeit smarter Technologien ermöglicht wird, eröffnet voraussichtlich zukünftige Geschäftsfelder. In diesem Artikel werden die zu erwartenden technologischen und ökonomischen Entwicklungen skizziert und darauf aufbauend ein Analyserahmen für Geschäftsmodelle Virtueller Kraftwerke vorgestellt.

Description: Im Forschungsprojekt "Landscaping" untersuchte das Wuppertal Institut die für Nordrhein-Westfalen aus heutiger Sicht denkbaren Technologieansätze, die dafür nötigen politischen Rahmenbedingungen sowie mögliche Innovationen entlang der Wertschöpfungsketten. Bestandteil des Berichts sind Steckbriefe, in denen die möglichen Technologien für treibhausgasneutrale Industrieprozesse samt offener Forschungsfragen und Infrastrukturbedarfe dargestellt sind. Das Projekt entstand im Auftrag des Ministeriums für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen.

Description: Der Anteil fluktuierender erneuerbarer Energien im deutschen Strommix steigt. Um die Netzstabilität zu erhalten, Fluktuationen im Dargebot nach Wetterlage und saisonal auszugleichen sind absehbar ab ca. 2030 große Stromspeicherkapazitäten erforderlich. Wasser-Pumpspeicherwerke sind derzeit die einzige langjährig erprobte Technologie, die künftig in Braunkohletagebauen, welche im Zuge der Energiewende aufgegeben werden, errichtet werden könnten. Eine Überschlagsrechnung am Beispiel eines Pumpspeicherwerks in verschiedenen Tagebauen zeigt, dass diese mit bis zu 400 GWh ein signifikantes technisches Speicherpotenzial haben.

Description: Im Energiesektor hat die Digitalisierung bereits viele Abläufe der Wertschöpfungskette verändert. Es besteht jedoch weiterhin erhebliches Potenzial zur Nutzung von digitalen Anwendungen. Insofern ist mit weiteren tiefgreifenden Veränderungen zu rechnen. Neben den zahlreichen Nutzen bestehen auch potenzielle negative Auswirkungen. Die so entstehenden Spannungsfelder müssen frühzeitig analysiert werden, um Lösungsoptionen für potenzielle Hindernisse zu erarbeiten um somit den größtmöglichen Nutzen der Digitalisierung erzielen zu können.

Description: Unter den Stichworten "Sektorenkopplung" und "Power-to-X" werden derzeit viele Möglichkeiten der direkten und indirekten Elektrifizierung großer Teile der Endenergienachfrage intensiv diskutiert. In diesem Zusammenhang hat die Diskussion um Wasserstoff als Endenergieträger sowie als Feedstock für die Herstellung von synthetischen Kraftstoffen und chemischen Grundstoffen zuletzt stark an Bedeutung gewonnen. Insbesondere der klimaneutrale Umbau der Grundstoffindustrien und hier vor allem der Grundstoffchemie und der Stahlindustrie würde bedeutende Mengen an grünem Wasserstoff benötigen, die räumlich stark auf die großen Industriekerne fokussiert wären. Ein zeitnaher Einstieg in die Schaffung entsprechender Erzeugungskapazitäten und Infrastrukturen könnte dazu führen, dass Wasserstoff - neben erneuerbaren Energien und Energieeffizienz - zum dritten Standbein der Energiewende avanciert.

Description: Diesen Technologien wird für das Energiesystem, bei einem zunehmenden Ausbau der fluktuierenden regenerativen Leitenergieträger Wind und Sonneneinstrahlung als zentrale Flexibilitätsoption sowie zur Dekarbonisierung der Industrie - Bereitstellung von Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen -, eine Schlüsselrolle zukommen. Wie die bisherigen Erfahrungen mit anderen Energieinfrastrukturen, z. B. Freileitungen oder Windkraftanlagen, zeigen, stellt eine breite gesellschaftliche Akzeptanz einen wesentlichen Erfolgsfaktor für die großflächige Diffusion und Transformation dar. Entsprechend ist die gesellschaftliche Einbettung auch bei der Planung von PtX-Strategien frühzeitig zu beachten.

Description: Als Direct Air Capture (DAC) werden Technologien zur Abscheidung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre bezeichnet. Diese könnten zunehmend zum Einsatz kommen, um CO2 für Power-to-X-Prozesse (PtX) oder zur Erzielung "negativer Emissionen" bereitzustellen. Die Ergebnisse einer multidimensionalen Bewertung im Rahmen der BMWi-Studie "Technologien für die Energiewende" (et 09/2018) zeigen, dass noch große Unsicherheiten bestehen und die Entwicklung überwiegend an Deutschland vorbeigeht.

Description: Zur Realisierung der europäischen Klimaschutzziele muss der Industriesektor, besonders die energieintensive Grundstoffindustrie, seine Treibhausgasemissionen stark reduzieren. Obwohl in der Vergangenheit bereits große Fortschritte erzielt wurden, sind in Zukunft weitere, teils bahnbrechende Innovationen und der Aufbau der dafür benötigten Infrastruktur erforderlich. Im Rahmen dieses Projekts stellt das Wuppertal Institut für die "European Climate Foundation" den aktuellen Wissensstand zum Thema zusammen, diskutiert diesen vor dem Hintergrund der aktuellen Situation für Nordrhein-Westfalen (NRW), erstellt konsistente mögliche Zukunftsszenarien für NRW und leitet Schlüsselfragen und weiteren Forschungsbedarf für die Region ab.

Description: Die Digitalisierung ist längst gelebte Praxis. Jeden Tag werden Milliarden an "digitalen" Handlungen ausgeführt. Beispielsweise werden täglich 207 Mrd. E-Mails verschickt, 8,8 Mrd. YouTube-Videos angesehen und 36 Mio. Amazonkäufe getätigt. Dabei nimmt die Geschwindigkeit, mit der neue Anwendungen entwickelt und etabliert werden, kontinuierlich zu. Es stellt sich also die Frage, was im Energiesektor zu erwarten ist und wie die Entwicklung zielgerichtet genutzt werden kann.

Description: Der schnell fortschreitende Digitalisierungs- und Automatisierungsprozess ist heute schon ein wichtiger Wegbegleiter für die Transformation des aktuellen Energiesystems. Im vorliegenden Beitrag werden sechs Anwendungsbeispiele vorgestellt, die deutlich machen, dass die Energiewende ohne Digitalisierung nicht denkbar ist.

Description: Die Diskussion um die Gestaltung der Energiewende dreht sich in der politischen und gesellschaftlichen Debatte heute maßgeblich um die Stromversorgung der Zukunft. Ausstieg aus der Kohleverstromung und Ausbau bzw. Optimierung von Stromtransport- und verteilnetz sind nur zwei Beispiele dafür. Zu wenig Beachtung wird dagegen den Gasinfrastrukturen geschenkt und dabei insbesondere den Gas(import-)infrastrukturen, die mit Blick auf die Energiewende eine signifikante Rolle spielen (können).

Description: Welche Rolle spielt die Digitalisierung mit der Vielzahl ihrer Methoden und Anwendungen für die Energiewende - also für die Transformation unseres Energiesystems im Sinne der vereinbarten Klimaschutzziele? Ist sie notwendige Voraussetzung für den Systemumbau und ermöglicht beispielsweise erst den Übergang auf ein nahezu vollständig erneuerbares Energiesystem (Enabler) oder ist sie lediglich ein nützliches, den Umbau beschleunigendes Hilfsmittel (Facilitator)? Welche Veränderungen sind durch die Ziele der Energiewende getrieben und welche durch die Verbreitung von Techniken der Digitalisierung? All dies waren Fragen, die im Rahmen der Jahrestagung 2018 des Forschungsverbunds Erneuerbare Energien unter dem Titel "Die Energiewende - smart und digital" behandelt wurden. Dieser einführende Beitrag versucht einige Anhaltspunkte zur Beantwortung dieser Fragen zu liefern und in das Thema einzuführen.

Description: Weltweit trägt die Industrie direkt und indirekt etwa über ihren Bezug von Strom und Wärme rund 30 bis 40 Prozent zu den Treibhausgasemissionen bei. Auch in Deutschland liegt ihr Beitrag in einer ähnlichen Größenordnung1. Dabei sind insbesondere die Grundstoffindustrien (Stahl, Zement, Grundstoffchemie, Glas, Aluminium, Papier und andere) besonders energie- und emissionsintensiv. Gleichzeitig basiert der Energieeinsatz dieser Industrien bisher noch überwiegend auf fossilen Energien (und Müll). Zu den energiebedingten Emissionen kommen prozessbedingte Emissionen hinzu, die sich bei den heute üblichen Verfahren selbst bei Einsatz vollständig "grüner" Energien nicht vermeiden lassen. Grundstoffindustrien stellen Materialien für die Herstellung und Verarbeitung von Produkten zur Verfügung. Sie sind daher kein Selbstzweck, sondern tragen letztlich damit dazu bei, vielfältige Bedürfnisse abzudecken.

Description: Innerhalb des Kopernikus-Projekts "Synchronisierte und energieadaptive Produktionstechnik zur flexiblen Ausrichtung von Industrieprozessen auf eine fluktuierende Energieversorgung" - kurz SynErgie - erheben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das Flexibilisierungspotenzial von Industrieprozessen und versuchen die Machbarkeit an Schlüsselprozessen zu demonstrieren. Die technischen Herausforderungen und Lösungsoptionen, die sich in den Prozessen der Grundstoffindustrie - wie etwa Stahl, Chemie, Zement, Glas und Feuerfest - ergeben, haben sie bereits in einem ersten Band "Flexibilitätsoptionen in der Grundstoffindustrie: Methodik, Potenziale, Hemmnisse" ausführlich beschrieben und auf Basis einer eigens entwickelten Methodik analysiert. Der Fokus des vorliegenden zweiten Bandes liegt auf den Flexibilitätsperspektiven, die sich durch hybride Wärmebereitstellung, den Einsatz thermischer Energiespeicher und der Nutzung synthetischer Gase in den entsprechenden Branchen ergeben können. Hierzu erweiterten die Forschenden die bereits im ersten Band entwickelte Methodik um die relevanten Aspekte der Gasversorgung und thermischen Speicherung. Anhand von konkreten technischen Beispielen aus den Branchen stellen sie darin die Anwendungsmöglichkeiten und ein gegebenenfalls daraus folgendes Flexibilitätspotenzial dar und diskutieren dies.

Description: Ziel dieses Teilvorhabens innerhalb des FlexGeber-Projektes war die Initiierung und Begleitung eines Prozesses zur Identifikation und (idealerweise späteren) Realisierung von Effizienz-, Erneuerbaren- und Flexibilitätspotenzialen in den Industriebetrieben Taifun-Tofu GmbH (Lebensmittel) und Hermann Peter KG (Baustoffe). Dazu haben die Forschenden jeweils in einem Workshop relevante Akteure zusammengebracht und Wissen zur Bestimmung und Bewertung von Flexibilitäten aus technischer, rechtlich-politischer sowie strukturell-organisatorischer Sicht erarbeitet und vermittelt. Gemeinsam klärten sie, welche Informationen in welchem Format für Unternehmen erforderlich und relevant sind, um Flexibilitätsoptionen identifizieren und umsetzen zu können. Insgesamt gliedert sich die methodische Vorgehensweise in vier zentrale Arbeitsschritte: Vor-Ort-Begehungen bei den Reallaboren, Identifikation technischer Hotspots, Akteursworkshop sowie abschließende Auswertung. Der vorliegende Teilbericht dokumentiert diesen Prozess und fokussiert auf die Identifikation von möglichen Effizienz-, Erneuerbaren- und Flexibilitätsoptionen und der Erfassung von Hemmnissen, die einer Umsetzung von Maßnahmen zur Erschließung der Potenziale bei den Praxispartnern entgegenstehen. Da die Workshops vornehmlich auf die Unternehmen Taifun-Tofu und Hermann Peter ausgerichtet waren, fokussiert dieser Bericht auf Hemmnisse, die diese Unternehmen bzw. Unternehmen dieser Branchen betreffen. Darüber hinaus ist ein Kapitel zu Hemmnissen, die sich aus dem Demonstrationsvorhaben des Fraunhofer ISE-Campus (Ausbau des Kältenetzes und Installation von Kältespeichern) ableiten, ist in diesem Bericht enthalten.

Description: Von 1996 bis 2006 wurde im Auftrage des Bundesamtes für Naturschutz das E+E-Vorhaben „Osterfeiner Moor“ durchgeführt. Auf einer 180 ha umfassenden Vorhabensfläche war die langfristige, großflächige Realisierung von Naturschutzzielen durch ökologisch angepasste, die nachhaltige Entwicklung fördernde Gebietsbewirtschaftung in einem bisher landwirtschaftlich intensiv genutzten Niedermoorgebiet zu erproben und zu entwickeln. Im Rahmen der wissenschaftlichen Nachuntersuchung 2016 – 2018 galt es, die Zielerreichung zu überprüfen und die damaligen Ansätze bezüglich ihrer nachhaltigen Wirksamkeit zu evaluieren. Hierzu bedurfte es der Analyse der wesentlichen abiotischen und biotischen Ressourcen (Boden, Hydrologie und Arteninventar). Untersuchungsbedarf bestand in der Erfassung der sozio-ökonomischen Situation der Flächennutzer. Deren landschaftspflegerische Potentiale und Nutzungsanreize waren infolge der zwischenzeitlich veränderten agrarpolitischen Rahmenbedingungen (EEG, GAP, Strukturwandel, Milchkrise) ebenfalls starken Änderungen unterworfen. Hierbei war auch zu untersuchen, inwieweit sich solch ein Moorstandort bei extensiver landwirtschaftlicher Nutzung dauerhaft erhalten lässt und wie die Klimarelevanz dieser Flächen zu bewerten ist. Im Rahmen der moorkundlichen und hydrologischen Untersuchungen wurden von Dezember 2016 bis November 2018 Messungen durchgeführt. Mit einem Strömungsmodell konnten monatliche Grundwasserstände der Flächen für die Zeit von Dezember 2000 bis Juni 2018 für den zentralen Bereich berechnet werden Die Grundwasserstände stiegen durch die Staueinrichtungen leicht an. Die Höhenverluste der Moorflächen konnten bisher noch nicht verhindert werden, sie betragen weiterhin ca. 1 cm/Jahr. Ausgehend von den Grundwasserständen in Meter unter Gelände errechnen sich Freisetzungsraten von Kohlendioxid im Schwankungsbereich von 10,5 bis 17,7 t CO2-Äquivalente [t*ha-1*a-1]. Eine Freisetzung von z.B. 14 t CO2-Äquivalente [t*ha-1*a-1] entspricht dabei einem Höhenverlust in den oberen Torfschichten von 0,23 bis 0,36 cm/Jahr. Die Differenzen zu den gesamten Höhenverlusten von 1 cm/Jahr werden auf die Schrumpfungen der Mudden zurückgeführt. Seit 1898 erfolgten Höhenverluste von ca. 1 m, wobei die stärksten Höhenverluste vermutlich ab vollendeter Eindeichung des Dümmers (1953) mit rund 2 cm pro Jahr auftraten, ab Wirksamkeit der Vernässung im E+E-Vorhaben waren sie deutlich geringer. Die Flächen werden weiterhin Höhen- und Torfverluste aufweisen. Innerhalb der nächsten 2 bis 3 Jahrzehnte ist mit einer deutlichen Vernässung der Flächen zu rechnen, verbunden mit einer dann eingeschränkten Nutzungsmöglichkeit als Weide. Aufgrund der Höhenunterschiede in jeder Fläche wird sich ein Mosaik aus noch beweidbaren und nicht mehr beweidbaren Flächen einstellen und die Anzahl der im Sommer für die Beweidung verfügbaren Monate wird kontinuierlich abnehmen. Erst bei mittleren Wasserständen von 0,1 m unter Gelände werden keine Torfverluste mehr erwartet. Die Auswirkungen der Maßnahmen auf den Pflanzenbestand wurden auf vegetationskundlichen Dauerquadraten und flächendeckend über die Biotoptypen 2017 und 2018 erfasst. Die Veränderungen fanden – bei nur geringen Veränderungen des Artenspektrums – vor allem bezüglich räumlicher Verteilung, der Flächenanteile von Vegetationstypen und ihrer kleinräumigen Ausdifferenzierung statt. Die Ergebnisse zeigen eine stetige aber langsame Zunahme des Auftretens feuchteliebender Arten und eine fortgesetzte Aushagerung. Auffällig war die Ausbreitung von Störzeigern (v.a. Binsen, Rasenschmiele) und von überwiegend konkurrenzstarken Arten. Das entsprechend den Zielvorstellungen erwünschte Einwandern von Arten der Sumpfdotterblumenwiesen wurde – mit wenigen Ausnahmen - nach wie vor nicht festgestellt. Im Rahmen des E+E-Vorhabens wurde auf das Einbringen von Diasporen erwünschter Pflanzenarten verzichtet. Auf Flächen, deren Bewirtschaftung bereits heute schwierig ist, könnte dies künftig eine sinnvolle Option darstellen. Die Ergebnisse zeigen, dass diese Entwicklung auch weit über das Ende des E+E-Vorhaben „Osterfeiner Moor“ hinaus andauert. Entscheidend ist – neben der Rückhaltung des Oberflächenwassers im Winterhalbjahr – der Verzicht auf Düngung und intensive Nutzung. Im Rahmen der avifaunistischen Untersuchungen (Brutvögel) wurden neben Daten des E+E-Vorhabens (1998 – 2005) Erfassungen des Naturschutzringes Dümmer e.V. (1994 – 2011, 2013 – 2017) sowie weitere publizierte Daten ausgewertet. Für Kiebitz und Großen Brachvogel zeigte sich eine positive Entwicklung, für Uferschnepfe und Bekassine eine negative. Trotzdem war der Bruterfolg bei der Uferschnepfe ausreichend für den Populationserhalt. Vergleichend wurden auch die Entwicklungen im angrenzenden Gesamtgebiet des Osterfeiner Moores, Niedersachsen und Deutschland betrachtet. Die positive Entwicklung der Brutbestände von Kiebitz und Großem Brachvogel war vom (negativen) Trend in Deutschland bzw. Niedersachsen abgekoppelt. Die Ergebnisse zeigen, dass die teilweise positive Entwicklung auch weit über das Ende des E+E-Vor-haben „Osterfeiner Moor“ hinaus andauert. Im Rahmen der landwirtschaftlichen Untersuchungen erfolgte eine Reihe von Erhebungen in den einzelnen Aufgabenbereichen. Hierzu zählten die Aufnahme und Analyse der naturschutzorientierten Flächennutzung, die Feststellung und Bewertung des Trophiestatus des Gebietes, die Bemessung der Aufwuchsleistung der Grünlandnarben sowie deren Verwertbarkeit in den extensiven Verfahren der Tierhaltung. Letztere war Voraussetzung für weitergehende Betrachtungen zur Wirtschaftlichkeit der praktizierten Flächennutzung als einem wichtigen sozioökonomischen Kriterium in der Gebietskulisse. Außerdem wurden 2016 Bodenproben auf Nährstoffe und Graskonservate (Heu und Ballensilagen) auf futterwertbestimmende Inhaltsstoffe hin untersucht. Für den Pflanzenbestand erfolgte eine funktionelle Bestandsbewertung im Sinne der agrarischen Nutzung. Im Bereich der Sozioökonomie erfolgten Befragungen der Pächter und der Einsatz eines schematisierten Erhebungsbogens. Die räumliche Verteilung der drei Nutzungsarten (Weide, Mähweide und Wiese) zeigt ein mosaikartiges, heterogenes Flächennutzungsmuster, wie es für den Wiesenvogelschutz als vorteilhaft angesehen wird. Dies ist auch das Ergebnis der Verpachtungsstrategie des E+E-Vorhabens zur Einbeziehung regionaler Familienbetriebe (statt z.B. ein großes Landschaftspflegeunternehmens). Positiv hervorzuheben ist ebenfalls, dass es bis dato noch zu keiner Nutzungsaufgabe/Flächenbrache kam. Die Aushagerung führte zu einem deutlichen Rückgang der Phosphorversorgung, zwei Drittel des Vorhabensgebietes wiesen 2017 nur noch eine niedrige bzw. sehr niedrige P-Versorgung (Nährstoffgehaltsklassen A und B) auf. Die Kaliumversorgung zeigte nur bei 8 % des Vorhabensgebietes Unterversorgung (Gehaltsklassen A und B). Stickstoff steht nach wie vor ausreichend zur Verfügung. In der Vegetationsphase werden im Osterfeiner Moor ca. 42 kg N/ha durch den Aufwuchs gebunden und bei Schnittnutzung entzogen; dies entspricht dem oberen Bereich der in vergleichbaren Studien auf extensiv genutztem Niedermoorgrünland festgestellten Entzügen. Die Nettoschnittleistung 2017 hat sich gegenüber 2003 leicht verringert, während sich die Nettoweide-leistung nicht signifikant verändert hat. Grundsätzlich zeigen die Ergebnisse, dass die Aufwüchse die tierische Verwertung energetisch limitieren. Der Futterwert liegt mit lediglich 4,31 NEL MJ kg TM-1 in einem Bereich, der den Energiebedarf für trockenstehende Mutterkühe nur knapp deckt. Aus diesem Grund wird von den Heuproduzenten im E+E-Gebiet auch vorrangig eine Vermarktung im Bereich der Pferdehaltung angestrebt, da dort die Anforderungen an den Energiegehalt vergleichsweise gering sind. Das trifft allerdings nicht auf die hygienische Qualität des Grobfutters zu, was die Vermarktung in diesem Segment nach Auskunft der Flächennutzer zunehmend erschwert. Für den Heuverkauf ergeben sich für die Jahre 2016 und 2017 negative Deckungsbeiträge. Erst durch die auf die Flächen umgeschlagene Betriebsprämie wird der Deckungsbeitrag positiv (2016: 277,10 € ha-1, 2017: 197,74 € ha-1). Aus dem Deckungsbeitrag ohne Betriebsprämie würde sich für den Landwirt eine Entlohnung von -5,96 € Akh-1 (2016), bzw. -32,42 € Akh-1 (2017) ergeben. Auch bei der Mutterkuhhaltung fallen die Deckungsbeiträge ohne Prämie nahezu ausnahmslos negativ aus. Den größten Einfluss auf die Deckungsbeitrags-Wahrscheinlichkeiten haben die Markterlöse durch den Tierverkauf. Da diese eine starke Qualitätsabhängigkeit aufweisen, unterstreicht dieser Aspekt die Notwendigkeit der Realisierung hoher Einzeltierleistungen auch unter den Bedingungen der Extensivweide. Es zeigt sich, dass das Produktionsverfahren der Mutterkuhhaltung selbst mit Erhalt der Prämienzahlungen nicht bei jeder Preis- und Erlöskonstellation wirtschaftlich zu gestalten ist. Die Wissenschaftliche Nachuntersuchung zum E+E-Vorhaben „Osterfeiner Moor“ hat als Instrument der Erfolgskontrolle und Langzeitbeobachtung viele wertvolle Ergebnisse gebracht. Es ist es gelungen, auch nach Ende der Hauptuntersuchung auf der Basis der erzielen Ergebnisse die weitere Bewirtschaftung bzw. Pflege zu organisieren. Nach Abschluss der Hauptuntersuchung wurden mit vielen Pächtern neue Pachtverträge abgeschlossen, wobei Erkenntnisse aus den erzielten Ergebnissen eingeflossen sind. Die meisten Pächter waren schon Teilnehmer der Hauptuntersuchung. Dem Landkreis Vechta als Eigentümer und Verpächter steht die Naturschutzstation Dümmer des NLWKN zur weiteren fachlichen Beratung zu Verfügung. Die sozioökonomischen Rahmenbedingungen werden von der europäischen und nationalen Agrarpolitik wesentlich beeinflusst. Die Strategie der Auswahl lokaler Familienbetriebe war im Vorhabensgebiet bisher erfolgreich. Erkennbar ist, dass der bisher vorherrschende bäuerliche Familienbetrieb zugunsten deutlich größerer Betriebe zurückgedrängt wird. Dabei wird das wirtschaftliche Ergebnis der Bewirtschaftung von Naturschutzflächen weiter in den Vordergrund rücken. Die Ergebnisse zeigen, dass die Regelung der Grundwasserstände zwar die Sackung der Böden reduziert, aber nicht zum Stillstand bringen kann, solange eine Bewirtschaftung der Flächen angestrebt wird. Die Nutzung wird zunehmend schwieriger werden und in der jetzigen Form nicht dauerhaft möglich sein. Eine im strengen Sinne nachhaltige Grünlandbewirtschaftung ist auf Niedermooren praktisch nicht umsetzbar. Die Klimarelevanz der Maßnahmen im Vorhabensgebiet ist grundsätzlich positiv zu werten, wenn man sie mit den Effekten intensiver Nutzung vergleicht. Die Flächen emittieren aber weiterhin Kohlendioxid. Bei einer Kohlendioxidabgabe von 10 € je Tonne würden Kosten von 105 bis 177 € je Hektar und Jahr zu entrichten und bei 35 € je Tonne Kohlendioxid 367,50 bis 619,50 € je Hektar und Jahr. Für weitere Naturschutzmaßnahmen ist zu berücksichtigen, dass Naturschutzziele durchaus höher zu bewerten sind als Klimaschutzziele. Wenn keine Bewirtschaftung der Flächen mehr erfolgt, kann die Klimarelevanz noch besser ausfallen, da dann auch eine Vernässung der Oberböden im Sommer möglich ist. Optimal wäre die Akkumulation von Kohlenstoff durch eine torfbildende niedermoortypische Vegetation. Dies ist mittelfristig allerdings ein unrealistisches Szenario. Zur Optimierung der Wasserstände ist eine weitere Arrondierung durch Flächenerwerb sinnvoll. Zurzeit muss noch Wasser von Oberliegern dem Vorfluter Hunte zugeleitet werden, was die Vorhaltung entsprechender Grabenquerschnitte und Sohltiefen bedingt. Die Entwicklung der Wiesenbrüterpopulationen ist artspezifisch unterschiedlich zu bewerten. Die Ergebnisse zeigen für Kiebitz und Großem Brachvogel weiter eine positive Entwicklung, die auch nach Abschluss der Hauptuntersuchung andauert. Für die Uferschnepfe wurde eine negative Entwicklung festgestellt, für die Bekassine eine indifferente. Problematisch ist weiterhin der durchgehend zu geringe Bruterfolg. Bei Betrachtung des gesamten Osterfeiner Moores und der Dümmerregion befindet sich in diesem Raum einer der bedeutendsten Wiesenvogellebensräume in Niedersachsen und Deutschland. Die Verknüpfung des Naturschutzzieles „Wiesenvogelschutz“ mit dem Instrument „ökologisch angepasste Landwirtschaft“ im E+E-Vorhaben „Osterfeiner Moor“ hat gezeigt, dass dieser Ansatz einen sinnvollen und machbaren Weg darstellt, dem Ziel näher zu kommen. Die Betonung liegt hierbei auf „Weg“ - ein Weg, auf den von außen zahlreiche Faktoren einwirken und auf dem es immer wieder gilt, geeignete Maßnahmen zu erproben und weiter zu entwickeln.

Description: research

Description: In memoriam Prof. Dr. Renate Klöcking (21. März 1935 bis 29. November 2017).

Description: DFG, SUB Göttingen, DGMT

Description: editorial

Description: Die Technologie der CO2-Abtrennung und -Speicherung (CCS) sowie die CO2-Nutzung (CCR) wird in diesem Fachbuch umfassend und aus unterschiedlicher Perspektive beleuchtet. Experten aus Forschung und Industrie stellen die CCS- und CCR-Technologie auf Basis der naturwissenschaftlichen und technischen Grundlagen vor und legen den Stand der Technik dar. Sie vergleichen Energiebilanzen für verschiedene Techniken und diskutieren rechtliche, wirtschaftliche und gesellschaftspolitische Aspekte. In Szenarioanalysen zeigen sie den möglichen zukünftigen Beitrag der Technologien auf und stellen die Sichtweisen der verschiedenen Stakeholder-Gruppen vor. Die Autoren haben den Anspruch, wertfrei zu informieren. Dabei legen sie die Kriterien für die Bewertung der einzelnen Sichtweisen offen.

Description: Als eine der energieintensivsten Branchen wird auch von der Stahlindustrie ein Beitrag zum Klimaschutz erwartet. Da die bestehenden kohlebasierten Verfahren der Stahlerzeugung kaum noch Verbesserungspotential besitzen, kann langfristig nur über neue Verfahren ein großer CO2-Minderungseffekt erzielt werden. Die vorliegende Arbeit bewertet drei innovative Verfahren der Stahlerzeugung im Vergleich zur etablierten Hochofenroute. Die vergleichende Bewertung schließt nicht nur technische und betriebswirtschaftliche Aspekte, sondern auch gesellschaftliche, sicherheitstechnische und ökologische Aspekte mit ein und soll so eine ganzheitliche Einschätzung der neuartigen Verfahren ermöglichen. Die untersuchten Verfahren sind die Hochofenroute in Kombination mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS), die Wasserstoff-Direktreduktion und die Eisenerzelektrolyse. Die ganzheitliche Bewertung der drei Verfahren zeigt eine kläre Präferenz für die Wasserstoff-Direktreduktion als Zukunftsverfahren am Standort Deutschland, knapp gefolgt von der Eisenerzelektrolyse. Unter Verwendung dieser innovativen Methode könnte auch langfristig Primärstahl zu wettbewerbsfähigen Konditionen am Standort Deutschland produziert werden. Spätestens ab 2050 werden politische Rahmenbedingungen, steigende Preise für fossile Energieträger und Rohstoffe, sowie ansteigende Kosten für CO2-Emissionen voraussichtlich dafür gesorgt haben, dass die konventionellen Verfahren der Stahlerzeugung unattraktiv werden. Wichtige Voraussetzungen für die rechtzeitige Einphasung der neuen Verfahren sind eine konsequente Umsetzung der Energiewende und international verbindliche Klimaschutzziele sowie damit korrespondierende Anreizmechanismen.

Description: Rund ein Drittel der weltweiten energiebezogenen CO2-Emissionen sind auf den Verbrauch durch Gebäude zurückzuführen. Ohne eine sogenannte Gebäudewende sind die notwendigen CO2-Einsparungen nicht zu ereichen. Eine Internetplattform bündelt das weit verstreute Wissen zu diesem Thema und bietet Orientierung.

Description: Im Auftrag des Bundesforschungsministeriums hat das Wuppertal Institut eine Studie zur systemischen Betrachtung und Modellierung der Bioökonomie erstellt. Sie zeigt Wege auf, die komplexen sozio-ökonomischen Zusammenhänge und Umweltauswirkungen der Bioökonomie zu erfassen und soll als Grundlage für den Aufbau eines kontinuierlichen Monitorings dienen. Die Autor(inn)en erfassten Indikatoren und Modellierungsmethoden mit Bezug zur Bioökonomie und weisen auf bestehende Lücken hin: Diese finden sich vor allem bei der Erfassung neuer technologiegetriebener Sektoren, der systemischen Betrachtung eines nachhaltigen Konsums und bei der Modellierung der Zusammenhänge zwischen Innovationen, Wirtschaftswachstum und Ressourcenverbrauch (insbesondere die Landnutzung). Zur Umsetzung eines systemischen Monitorings empfiehlt die Studie das folgende Vorgehen: Unter Zuhilfenahme des DPSIR-Konzeptes (Analyse von Wirkungsbeziehungen nach Driving forces, Pressures, States, Impacts und Responses) sollten Schlüsselindikatoren und Nachhaltigkeitsziele in einem Indikatoren-"Dashboard" zusammengeführt werden. Benötigt wird zudem ein Werkzeugkasten von Methoden, der vor allem integrierte Analyse- und Bewertungsmodelle sowie ein systemisch konzipiertes Metamodell umfasst.

Description: Im Rahmen einer strategischen Partnerschaft zwischen Deutschland und Brasilien verfolgt die Zusammenarbeit für Nachhaltige Entwicklung (ZnE) das beidseitige Interesse, die Klima- und Biodiversitätsziele Brasiliens zu erreichen. Die Schwerpunkte der deutsch-brasilianischen Zusammenarbeit liegen auf den Bereichen Schutz und nachhaltige Nutzung der brasilianischen Tropenwälder und Erneuerbaren Energien und Energieeffizienz. Im Schwerpunkt Energie kooperieren GIZ und KfW im Auftrag des BMZ seit 2009 mit brasilianischen Partnern. Die Zusammenarbeit beruht hierbei auf zentralen Hypothesen bezüglich zu erwartender Wirkungen im Hinblick auf die brasilianische Energiematrix, die Reduktion von Treibhausgasemissionen, die Schaffung geeigneter Rahmenbedingungen für erneuerbare Energien und Energieeffizienz, sowie die Entstehung neuer Märkte. Ziel ist, mit den von deutscher Seite eingesetzten Ressourcen einen höchstmöglichen Mehrwert in den Bereichen Klimaschutz und Biodiversität zu erreichen. Ein zusätzlicher Aspekt der Zusammenarbeit ist die Förderung neuer Märkte für international wettbewerbsfähige Zweige der deutschen und europäischen Wirtschaft. Inwieweit die unternommenen Maßnahmen zu den erwarteten Wirkungen beitragen, und wie sie weiterentwickelt werden könnten, wurde im Rahmen dieser Studie in Zusammenarbeit mit dem brasilianischen Partnerinstitut COPPE der Universität Rio de Janeiro anhand von ausgewählten Projekten aus verschiedenen Technologiebereichen untersucht. Diese Studie dient neben der kritischen Betrachtung von abgeschlossenen und laufenden Vorhaben der ZnE auch der künftigen strategischen Ausrichtung der technischen und finanziellen Zusammenarbeit zwischen Deutschland und Brasilien.

Description: Die Energieeinsparverordnung (EnEV) adressiert die Energieeffizienz sowohl der Gebäudehülle als auch der Anlagentechnik - die Anlagen ihrerseits werden mit Energieträgern betrieben, die mittels Primärenergiefaktoren (PEF) untereinander vergleichbar gemacht werden. Im Rahmen der EnEV müssen bestimmte Grenzwerte bei den Bauteilen und / oder beim Primärenergiebedarf des Gesamtgebäudes eingehalten werden. Da die Primärenergiefaktoren einen entscheidenden Einfluss auf die Größe des zu berechnenden Jahres-Primärenergiebedarfs haben, hat ihre Festlegung Auswirkung auf die Wahl von Heizungstechnologien und deren Energieträger bzw. auf das Binnenverhältnis von Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz bei Gebäudehülle und Anlagentechnik. Vor diesem Hintergrund werden in der Studie die Definition und Bedeutung der Primärenergiefaktoren sowie ihre Steuerungswirkung in Richtung Klimaschutzziele (CO2) und weiterer Ziele untersucht. Das Ergebnis der Studie zeigt, dass insbesondere aus den folgenden beiden Gründen eine Neujustierung beim PEF im Rahmen der EnEV erforderlich scheint: 1) Der Primärenergiefaktor ist in vielen Fällen kein geeignetes Maß zur Bestimmung der Treibhausgasemissionen eines Heizungssystems oder eines Endenergieträgers und hat damit in Bezug auf den Klimaschutz nur eine bedingte Lenkungswirkung. 2) Primärenergiefaktoren (PEFne), die Null betragen (Beispiel Fernwärme), nahe Null liegen (Beispiel Holz) oder perspektivisch gegen Null laufen (Beispiel Strom), verlieren ihre Steuerungswirkung für die Energieeffizienz von Gebäuden. Auch wenn dadurch die formalen Ansprüche an die Bilanzierung von Gebäuden erfüllt werden, werden doch andere wichtige Aspekte wie z. B. die Ressourcenverfügbarkeit und Importabhängigkeit von Energieträgern oder andere mit der Primärenergiebereitstellung verbundene Effekte vernachlässigt. In dem Diskussionspapier werden daher erste Ansätze skizziert, wie der PEF in der EnEV methodisch sinnvollerweise weiterentwickelt werden könnte bzw. ob ggf. weitere oder andere Indikatoren zur Charakterisierung der ökologischen Performance von Gebäuden herangezogen werden sollten.

Description: Brasiliens Nachfrage nach Strom ist in den vergangenen Jahren stark gewachsen. Auch für die kommenden Jahre ist mit einer weiteren Steigerung von jährlich etwa 3,5 Prozent der Nachfrage zu rechnen. Dies stellt das Land vor eine große Herausforderung. Zusätzlich steht die auf Wasserkraft basierende Stromerzeugung des Landes aufgrund geringer Niederschläge und Wasserstandsmengen vor einem Engpass. Deshalb kommen fossilthermische Reservekraftwerke insbesondere seit dem vergangenen Jahr verstärkt zum Einsatz und verteuern die Stromerzeugung erheblich. Auch der Ausbau nicht-konventioneller Erneuerbarer Energien zur Diversifizierung der Strommatrix läuft in Brasilien nur sehr langsam an. Eine Planung zur systematischen Integration verschiedener Erneuerbarer Energieträger findet bislang aber nicht statt. Ziel der Studie ist es deshalb, das zusätzliche THG-Einsparpotenzial durch die systematische Integration von Erneuerbaren Energien, gegenüber dem Business as Usual Szenario (Ausbau der Erneuerbaren ohne systematische Integration) zu ermitteln und in einer Broschüre für ein breites Publikum aufzuarbeiten.

Description: Vor dem Hintergrund der aktuellen Ressourcenschutzdiskussion wird im Beitrag erläutert, wie Ressourcenschutzbelange in den bestehenden UVPG-Schutzgütern, aber auch darüber hinaus in der Umweltprüfung stärker berücksichtigt werden können. In diesem Zusammenhang stellen die räumlichen und zeitlichen Systemgrenzen der Umweltprüfung eine besondere Herausforderung dar. Es werden erste Ansätze dargestellt, wie ressourcenbezogene Umweltwirkungen und stoffliche und energetische Inanspruchnahmen in die Planungspraxis übernommen werden können.

Description: Die zunehmende Abkehr vom ursprünglichen EEG-Vergütungssystem mit einer festen Einspeisevergütung hin zu einer mehr und mehr marktorientierten Ausrichtung führt zu der Frage, ob die Umstrukturierung des EEG am Ende zu einer neuen Phase der Energiewende führt, der Neo-EEG-Phase. Im vorliegenden Artikel werden die Veränderungen und Entwicklungsphasen des EEG mit besonderem Blick auf die Akteure des Stromsystems analysiert. Im Kontext der Energiewende können die zu beobachtenden und teils deutlich einschneidenden Veränderungen für alle Akteure des Systems durchaus als "Akteurswende" verstanden werden.

Description: Die Energiewende stellt einen ambitionierten und zugleich hochkomplexen Transformationsprozess dar. Der vorliegende Artikel stellt acht Thesen auf, die dabei helfen können, die Herausforderungen besser zu verstehen und Ansatzpunkte für zukünftiges Handeln zu identifizieren sowie Forschungsbedarf aufzuzeigen.

Description: Die Transformation des deutschen Energiesystems in Richtung signifikanter Reduktion energiebedingter CO2-Emissionen kann durch eine Abfolge verschiedener Phasen beschrieben werden. Phasenübergänge ergeben sich dabei aus strukturellen Erfordernissen im Gesamtsystem bei kontinuierlichem weiteren Ausbau erneuerbarer Energiewandler, insbesondere Sonne und Wind. Die anstehende zweite Phase der Transformation ist durch eine umfassende Systemintegration volatiler erneuerbarer Energien insbesondere im Bereich der Strombereitstellung geprägt. Dies erfordert sowohl eine flexible komplementäre Erzeugung als auch die Aktivierung von Flexibilitätsoptionen auf der Verbrauchsseite.

Description: Deutschland hat ein enormes Vermögen in Form von Bauwerken, Infrastrukturen und sonstigen langlebigen Gütern angehäuft. Hierin befindet sich ein wertvolles Sekundärrohstoffreservoir - ein anthropogenes Materiallager. Es ist als Kapitalstock der Zukunft zu begreifen, den es systematisch zu bewirtschaften gilt. In der überwiegend Input-dominierten Ressourceneffizienzdiskussion findet dieser Kapitalstock bislang nur wenig Beachtung. Eine Ursache hierfür ist unzureichendes Wissen über die Größe und Zusammensetzung dieses Materiallagers sowie über dessen Veränderungsdynamik. Das Vorhaben sollte dazu beitragen, die Wissensbasis diesbezüglich deutlich zu erweitern. Mit den Ergebnissen des Projektes liegt nun ein differenziertes Bild über Materialflüsse und Materialbestände vor, die in langlebigen Gütern in Deutschland gebunden sind und von diesen ausgelöst werden. Neben umfangreichen Daten wurde ein Konzept vorgelegt, das Grundlagen zum Aufbau eines langfristigen Monitorings des anthropogenen Lagers durch eine kontinuierliche Fortschreibung von Bestandsveränderungen liefert.

Description: Das Arbeitspapier adressiert die Definition und Typisierung von Living Labs. Ziel ist einerseits die Erarbeitung einer Living Lab Definition, die im INNOLAB Projekt als Referenzrahmen für die weiteren Arbeitspakete dienen soll. Andererseits soll die deutsche Living Lab Landschaft kartiert werden. Dieses Papier ist ein Ergebnis aus dem Arbeitspaket 1 "Bestandsaufnahme des Innovationsumfeldes für Living Labs" im Rahmen des Projektes "Living Labs in der Green Economy: Realweltliche Innovationsräume für Nutzerintegration und Nachhaltigkeit" (INNOLAB). Die genutzte Methodik basiert im Wesentlichen auf einer Literaturstudie der relevanten Definitionen und Literatur sowie einer Google Recherche zur Erarbeitung einer Living Lab Karte.

Description: Der angestrebte starke Ausbau Erneuerbarer Energien (EE) für die Stromerzeugung wird bisher hauptsächlich mit der Frage verbunden, wie schnell und umfangreich die Stromnetze ausgebaut werden müssen und in welchem Umfang es welcher neuer Energiespeicher bedarf. Die mögliche große Bedeutung, die die bestehenden Gasnetze und -speicher für den EE-Ausbau und ihre Integration via Einspeisung von Wasserstoff oder auch synthetischem Methan aus EE-Strom haben können, findet dagegen nur wenig Berücksichtigung. Es wird zwar z. B. in der dena Netzstudie II für das heutige Erdgasnetz ein sehr großes, noch unerschlossenes Potenzial als "Stromspeicher" in Höhe von umgerechnet 130 Mrd. kWhel ausgewiesen. Gleichwohl wurde das Erdgasnetz nicht in die Berechnungen der dena Netzstudie mit einbezogen. Durch eine synchrone aber räumlich getrennte Kombination von "Stromspeicherung" (Power-to-Gas) und Stromerzeugung (Gas-to-Power) könnten die bestehenden Gasinfrastrukturen prinzipiell aber auch für einen weiträumigen "Stromtransport" genutzt werden. Diese Option wird vor dem Hintergrund des stockenden Stromnetzausbaus auf ihre Machbarkeit und Synergieeffekte mit dem Stromnetzausbau hin untersucht. Dazu werden im Rahmen dieser Studie folgende Leitfragen bearbeitet: Wie wird aus heutiger Sicht (Metaanalyse) der Bedarf für den Ausbau des Stromnetzes und an Energiespeichern sowie die Rolle von Power-to-Gas gesehen? Welche technischen Potenziale und Synergieeffekte bietet die bestehende Gasinfrastruktur in Deutschland für eine Entlastung des Stromnetzausbaus? Welche Kosten sind damit heute und in Zukunft verbunden und welche Kosten können dadurch ggf. reduziert werden? Welche Hemmnisse sind zu beachten und wie können sie ggf. überwunden werden?

Description: Der Ergebnisbericht dokumentiert in Kapitel 2 die in diesem Forschungsvorhaben durchgeführten Arbeiten an dem von der TU Delft entwickelten agentenbasierten Strommarktmodell EMLab-Generation, das als Open-Source Modell konzipiert ist. Einen zentralen Aspekt bildet die Übertragung des Modells, das ursprünglich die beiden Regionen CWE (Central-Western- Europe) und UK umfasste, auf ein Modell mit den beiden Regionen Deutschland und Europa (ohne Deutschland), im Wesentlichen in den Grenzen der EU28. Diese Übertragung ist die Grundlage für die Untersuchung unterschiedlicher Fragestellungen hinsichtlich der zukünftigen Entwicklung des Strommarkts in Deutschland innerhalb des europäischen Verbundnetzes bei hohen Anteilen fluktuierender erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung. Nach der Darstellung der konkreten Zielsetzung und der Grundlagen des vorhandenen Modells werden im Hauptteil (Kapitel 2.3) die eigenen Modellierungsarbeiten (Datenaufbereitung, Modellierung und "lessons learned") beschrieben. Im Anschluss erfolgt eine kurze Darstellung einer noch in Erarbeitung befindlichen Masterarbeit zur Berücksichtigung von Risikoaspekten innerhalb des Investitionsalgorithmus' von EMLab-Generation, die sich aus dem internationalen ABM-Workshop als offene methodische Fragestellung von Strommarktmodellen ergeben hat (Kapitel 2.4). Kapitel 2.5 gibt eine kritische Einschätzung der erreichten Modellierungsergebnisse sowie weitere mögliche Anwendungen der neu konzipierten Modellregionen. Kapitel 3 gibt anschließend einen Überblick über die in diesem Vorhaben durchgeführten gemeinsamen Workshops zwischen TU Delft und Wuppertal Institut sowie den internationalen Workshop, an dem fünf Forschungseinrichtungen aus Deutschland sowie die TU Delft erstmals ihre Erfahrungen mit ABM-Strommarktmodellierung austauschten und methodischen Forschungsbedarf aufarbeiteten. Der Bericht schließt mit einer kurzen Zusammenfassung sowie einem Ausblick auf weitere Forschungsarbeiten, mit denen die im Rahmen dieser Anbahnungsmaßnahme begonnene Kooperation zwischen Wuppertal Institut und TU Delft fortgesetzt werden soll.

Description: Die Wirtschaftsweise der Green Economy gilt als ein mögliches Leitbild für ein nachhaltigeres Wirtschaften im internationalen Nachhaltigkeitsdiskurs und ist in vielfältigen Studien gesellschaftlicher Akteure beschrieben und gefordert worden. Das Ziel des vorliegenden Papieres ist es, auf Basis der Analyse von Schlüsselstudien zur Green Economy gesellschaftliche Anforderungen an die Forschung und Innovation in Living Labs abzuleiten und so das Innovationsumfeld für das INNOLAB Projekt zu definieren und wichtige Eckpunkte, Rahmenbedingungen und Anknüpfungspunkte aufzuzeigen. Dieses Papier ist ein Ergebnis aus dem Arbeitspaket 1 "Bestandsaufnahme des Innovationsumfeldes für Living Labs" im Rahmen des Projektes "Living Labs in der Green Economy: Realweltliche Innovationsräume für Nutzerintegration und Nachhaltigkeit" (INNOLAB), das im Rahmen der Sozial-ökologischen Forschung zum Themenschwerpunkt "Nachhaltiges Wirtschaften" vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird. Insgesamt wurden zehn Schlüsselstudien untersucht, die die nationale, europäische und globale Ebene sowie die Bereiche Politik, Wirtschaft und NGOs abdecken. Die Schlüsselstudien wurden hinsichtlich ihrer Definitionen einer Green Economy, Indikatoren zur Messung der Green Economy und möglichen Anknüpfungspunkten für die Living Lab Forschung analysiert und die Ergebnisse zusammengefasst.

Description: Das Ziel dieser Basisstudie ist es Ursachen für Rebound-Effekte und potentielle Gegenmaßnahmen aufzuzeigen. Zudem sollen Möglichkeiten zur Beobachtung und Verringerung von Rebound-Effekten in Living Labs beschrieben werden. Dieses Arbeitspapier ist ein Ergebnis aus dem Arbeitspaket 1 "Bestandsaufnahme des Innovationsumfeldes für Living Labs" im Rahmen des Projektes "Living Labs in der Green Economy: Realweltliche Innovationsräume für Nutzerintegration und Nachhaltigkeit" (INNOLAB), das im Rahmen der Sozial-ökologischen Forschung zum Themenschwerpunkt "Nachhaltiges Wirtschaften" vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird. Die Basisstudie stützt sich auf eine Literaturanalyse von ausgewählten Schlüsselstudien sowie auf fünf Experteninterviews und deren Inhaltsanalyse. Es zeigt sich, dass sowohl technologische Innovationen als auch Verhaltensänderungen als Auslöser von Rebound-Effekten unterschieden werden. Von diesen Auslösern ausgehend, entstehen zunächst unmittelbare Effekte, die dann Rebound- Effekte über drei unterschiedliche Mechanismen bewirken können: über monetäre Effekte (also aufgrund von Geldeinsparungen), über Zeiteffekte (also aufgrund von Zeiteinsparungen) und über sozial-psychologische Effekte. Rebound-Effekte können sich durch die Reinvestition eingesparter Geld- und Zeitbudgets im Bedarfsfeld der ursprünglichen Einsparung (als direkte Rebound-Effekte) oder in einem anderen Bedarfsfeld (als indirekte Rebound-Effekte) ergeben, siehe nachfolgende Abbildung.

Description: Die Transformation des deutschen Energiesystems in Richtung signifikanter Reduktion energiebedingter CO2-Emissionen kann durch eine Abfolge verschiedener Phasen beschrieben werden. Phasenübergänge ergeben sich dabei aus strukturellen Erfordernissen im Gesamtsystem bei kontinuierlichem weiteren Ausbau erneuerbarer Energiewandler, insbesondere Sonne und Wind. Die anstehende zweite Phase ist durch eine umfassende Systemintegration volatiler erneuerbarer Energien insbesondere im Bereich der Strombereitstellung geprägt. Dies erfordert sowohl eine flexible komplementäre Erzeugung als auch die Aktivierung von Flexibilitätsoptionen auf der Verbrauchsseite.

Description: Technologische Innovationen in den Bereichen erneuerbare Energien und Energieeffizienz bilden eine wesentliche Grundlage der weltweiten Energiesystemtransformation und wirken bei geeigneter Implementierung als Wertschöpfungsmotor. Die Größe und erhebliche Wachstumsdynamik der internationalen Märkte für Energietechnologien und -systeme macht die Positionierung deutscher Unternehmen auf diesen Märkten daher zu einem Thema von sehr weitreichender wirtschaftspolitischer Relevanz. Daraus ergibt sich die Frage, wie Deutschland von einer konsequenten Umsetzung der Energiewende und seiner damit verbundenen Vorreiterfunktion auf den internationalen Märkten für Energietechnologien profitieren kann.

Description: Im Auftrag der Stadt Kempten (Allgäu) untersuchte das Wuppertal Institut auf Basis vorliegender Baupläne, inwieweit zentrale Elemente für die Entwicklung des nachhaltigen und CO2-optimierten Neubauquartiers "Halde-Nord" berücksichtigt wurden. Inhaltlich wurden die Entwürfe entlang folgender Aspekte diskutiert: 1. Nachhaltige Energieversorgung / 2. Gebäudeeffizienzstandards / 3. Energieeffizientes Handeln und Suffizienz / 4. Baumaterialien, Graue Energie und Ressourcen / 5. Klimaresilienz und Verbesserung des Mikroklimas / 6. Siedlungsstruktur und städtebauliche Aspekte von Verkehrsanbindung und Mobilität/ 7. Soziale Aspekte.

Description: Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat gemeinsam mit dem Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie in der Studie "STROMbegleitung" Technologien, Perspektiven und Ökobilanzen elektrifizierter PKW untersucht. Die Studie gibt einen umfassenden Einblick in den aktuellen Stand der Technik, identifiziert Trends und analysiert die Ökobilanz unterschiedlicher Fahrzeugkonzepte. Gleichzeitig ordnet sie die deutschen Aktivitäten im Bereich Elektromobilität in einen globalen Kontext ein.

Description: Moore sind faszinierende Lebensräume, die überaus bemerkenswerte Funktionen im Wirkungsgefüge einer Landschaft erfüllen. Der Erhaltungszustand der Moore in Deutschland ist jedoch nach wie vor besorgniserregend und führte zu verstärkten Aktivitäten in den letzten Jahren zum Schutz und Erhalt dieser gefährdeten Ökosysteme. Eine Grundvoraussetzung für erfolgreiche Renaturierungen ist die oft vernachlässigte Kenntnis über den unterirdischen Schichtenaufbau eines Moores. Dieser Schichtenaufbau kann aus verschiedenen, teilweise in einem charakteristischen Wechsel vorliegenden Moorsubstraten (vor allem Torfe und Mudden) bestehen. Die für eine effektive Managementplanung so entscheidende korrekte Ansprache dieser Moorsubstrate ist allerdings bislang nur spezialisierten Fachleuten möglich. Daher ist es das Ziel der „Steckbriefe Moorsubstrate“, durch eine umfassende und fachlich fundierte Darstellung mit detaillierten Beschreibungen und zahlreichen aussagekräftigen Fotografien die Substratansprache erheblich zu erleichtern und einem breiten Anwenderkreis zu ermöglichen. Die Sammelmappe „Steckbriefe Moorsubstrate“ gliedert sich in zwei Teile: Den Kern bilden die als Geländeunterlagen konzipierten 24 eigentlichen Steckbriefe der häufigsten Moorsubstrate sowie ein darauf abgestimmter Bestimmungsschlüssel und eine Übersicht für die Ableitung von Zersetzungsgraden und Konsistenzstufen. Der Einführungsteil liefert zahlreiche Informationen rund um die Themen Moor, Moortypen, Moorsubstrate und Moorböden. Weiterhin finden Sie hier Hinweise zum Vorgehen bei der Aufnahme eines Moorprofils sowie zur Ableitung des Moortyps anhand des erfassten Schichtenaufbaus.

Description: http://www.mire-substrates.com/

Description: research

Description: Energieszenarien können in der Diskussion zur Energiewende Orientierung bieten und Entscheidungen unterstützen. Fehlende Transparenz sowie die Vielzahl und Heterogenität der verfügbaren Studien erschweren es jedoch, diese angemessen zu interpretieren. Das vorliegende Diskussionspapier bietet Nutzern eine Hilfestellung und leistet einen Beitrag zur Entwicklung eines grundsätzlichen Analyse- und Interpretationsrahmens, der auch in anderen thematischen Bereichen angewendet werden kann.

Description: Abstract: Slightly humified Sphagnum peat is (next to strongly humified Sphagnum peat) the most important raw material for the production of horticultural substrates. The global annual consumption amounts to 30 million m³ of which 3 million m³ are consumed in Germany. This fossil raw material is excavated from peatlands. As its availability is strongly decreasing in Germany, it is increasingly imported from the Baltic countries. Alternative raw materials with comparable properties are not yet available in sufficient amounts. Peat moss (Sphagnum) biomass has similar physical and chemical properties as slightly humified peat and its use as a raw material for growing media in professional modern horticulture has been tested successfully. The cultivation of peat moss biomass (Sphagnum farming) on rewetted bogs provides several advantages. Rewetting halts the further degradation of the peat body and reduces the emission of greenhouse gases. Sphagnum farming ensures a lasting supply of high quality renewable raw material. Moreover, it supports regional economies and the conservation and protection of biodiversity, water resources and peat archives. Over the past decade, extensive studies on the cultivation of peat moss have been carried out by the University of Greifswald in cooperation with various research and industrial partners. Field tests have convincingly demonstrated the feasibility of large scale Sphagnum farming on degraded bog peat sites.

Description: Zusammenfassung: Weißtorf (schwach zersetzter Hochmoortorf) ist, neben Schwarztorf (stark zersetzter Hochmoortorf), der wichtigste Substratrohstoff und Produktionsgrundlage im modernen Gartenbau. Weltweit werden dafür jährlich 30 Mio. m³ Weißtorf, davon 3 Mio. m³ in Deutschland verbraucht. Dieser fossile Rohstoff wird aus Mooren abgebaut, und seine Verfügbarkeit sinkt in Deutschland stark, so dass der Bedarf zunehmend durch Torfimporte vorwiegend aus den baltischen Ländern, gedeckt werden muss. Alternative Rohstoffe, die die Substratqualitäten von Weißtorf aufweisen und in ausreichender Menge verfügbar sind, fehlen bislang. In pflanzenbaulichen Tests wurde gezeigt, dass Torfmoos-Biomasse gleiche Substrateigenschaften wie Weißtorf aufweist und als Substratrohstoff geeignet ist. Torfmooskultivierung bietet durch nasse Moorbewirtschaftung einen Erhalt des Torfkörpers, die dauerhafte Versorgung der Torf- und Humuswirtschaft mit einem nachwachsenden Rohstoff in Verbindung mit regionaler Wertschöpfung, die Verringerung der Treibhausgasemissionen im Vergleich zur herkömmlichen Nutzung sowie weitere Vorteile, wie Arten-, Gewässer- und Archivschutz. Die Universität Greifswald führt, gemeinsam mit zahlreichen Projektpartnern, seit mehr als 10 Jahren Untersuchungen zur Kultivierung von Torfmoosen (Sphagnum) durch. In Feldversuchen werden dabei die Machbarkeit und die Möglichkeiten einer großflächigen Umsetzung auf degradierten Hochmoor standorten demonstriert.

Description: DFG, SUB Göttingen, DGMT

Description: research