ALBERT

Description: The idea for the Green Recovery Tracker was born in spring 2020 when governments started making announcements on economic Corona recovery measures. From a climate and resilience perspective it is key that those recovery packages, investments and subsidies are in line with long-term climate and sustainability targets. Thus, recovery packages should not only boost the economy in the short-term, but also strike the path to a just transition towards climate neutrality. Against this background, Wuppertal Institute and E3G have launched the Green Recovery Tracker project in late summer 2020 to shed light on the following questions: What can be considered an effective green recovery? What are good examples, which can be used as an inspiration for recovery programs aiming to support sustainable development? Where do the individual Member States stand with respect to aligning their recovery activities with the climate policy agenda? In this report, you will find our Methodology as well our Policy Briefing highlighting our key takeaways of our country and sectoral analyses. It further includes a section on "What can we learn from our experience with the Green Recovery Tracker?". The briefing concludes with a "Guidance for future funding programs and achieving climate targets overall".

Description: Industrieregionen stehen vor besonderen Herausforderungen für eine nachhaltige und klimagerechte Entwicklung, sie müssen zu "grünen Industrieregionen" werden. Doch was macht eine "grüne Industrieregion" überhaupt aus? Die vorliegende Studie des Wuppertal Instituts verdeutlicht, worauf es besonders ankommt, wie Fortschritte gemessen werden können und welche Maßnahmen die erforderliche Transformation beschleunigen können. Das Autorenteam schätzt die Vorreiterpotenziale der Metropole Ruhr für sieben Indikatoren ein, die besonders deutlich bei der Umweltwirtschaft und der Entwicklung der Grün- und Erholungsflächen herausstechen.

Description: Within the Shaping Digitalisation project, we aim to highlight and discuss the opportunities that digitalisation can bring to Germany. In particular, we are discussing three stand-out areas where action is most needed to achieve ecological transformation: mobility, the circular economy, and agriculture and food. This report addresses the second area in need of action. Up until now, discussions on the circular economy have been limited to recycling and the re-use of materials. We must expand the scope of these discussions to include new, resource-efficient business models and the comprehensive transformation of value chains and industrial structures. Our analysis has found that digitalisation is indispensable for this transformation if used properly. We hope this report will provide the impetus needed to kick-start a climate- and resource-friendly industrial transformation in Germany. Here, we have incorporated the findings of our interdisciplinary workshop on "Shaping the Digital-Ecological Industrial Transformation - Business Models and Political Framework Conditions for Climate and Resource Protection" that was attended by experts from international research institutes, civil organizations, public authorities, and private companies.

Description: © The Author(s), 2022. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License. The definitive version was published in Houskeeper, H. F., Rosenthal, I. S., Cavanaugh, K. C., Pawlak, C., Trouille, L., Byrnes, J. E. K., Bell, T. W., & Cavanaugh, K. C. Automated satellite remote sensing of giant kelp at the Falkland Islands (Islas Malvinas). Plos One, 17(1), (2022): e0257933, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0257933.

Description: Giant kelp populations that support productive and diverse coastal ecosystems at temperate and subpolar latitudes of both hemispheres are vulnerable to changing climate conditions as well as direct human impacts. Observations of giant kelp forests are spatially and temporally uneven, with disproportionate coverage in the northern hemisphere, despite the size and comparable density of southern hemisphere kelp forests. Satellite imagery enables the mapping of existing and historical giant kelp populations in understudied regions, but automating the detection of giant kelp using satellite imagery requires approaches that are robust to the optical complexity of the shallow, nearshore environment. We present and compare two approaches for automating the detection of giant kelp in satellite datasets: one based on crowd sourcing of satellite imagery classifications and another based on a decision tree paired with a spectral unmixing algorithm (automated using Google Earth Engine). Both approaches are applied to satellite imagery (Landsat) of the Falkland Islands or Islas Malvinas (FLK), an archipelago in the southern Atlantic Ocean that supports expansive giant kelp ecosystems. The performance of each method is evaluated by comparing the automated classifications with a subset of expert-annotated imagery (8 images spanning the majority of our continuous timeseries, cumulatively covering over 2,700 km of coastline, and including all relevant sensors). Using the remote sensing approaches evaluated herein, we present the first continuous timeseries of giant kelp observations in the FLK region using Landsat imagery spanning over three decades. We do not detect evidence of long-term change in the FLK region, although we observe a recent decline in total canopy area from 2017–2021. Using a nitrate model based on nearby ocean state measurements obtained from ships and incorporating satellite sea surface temperature products, we find that the area of giant kelp forests in the FLK region is positively correlated with the nitrate content observed during the prior year. Our results indicate that giant kelp classifications using citizen science are approximately consistent with classifications based on a state-of-the-art automated spectral approach. Despite differences in accuracy and sensitivity, both approaches find high interannual variability that impedes the detection of potential long-term changes in giant kelp canopy area, although recent canopy area declines are notable and should continue to be monitored carefully.

Description: This work was funded by the National Aeronautics and Space Administration as part of the Citizen Science for Earth Systems Program (https://earthdata.nasa.gov/esds/competitive-programs/csesp) with grant #80NSSC18M0103 (awarded to JEKB), which also provided salary to HFH, and by the National Science Foundation through the Santa Barbara Coastal Long-Term Environmental Research (https://sbclter.msi.ucsb.edu) program with grants #OCE 0620276 and 1232779. The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.

Description: On the basis of a literature research, this subtask develops a conceptional framework for a common understanding of CE within the project team and for the following work packages and tasks. After a brief introduction into the objectives and the context of a circular economy, a more elaborated look into the necessity of an explicit understanding of CE, the objectives, the spatial perspective of CE and the specific challenges within the CICERONE context will be done, in order to develop a basis for a common understanding within the project context. Circular economy can and has to be understood as an (eco-)innovation agenda. Therefore, the paper investigates the role policy has to play to support innovation for a CE transition, for creating the framework conditions and why CE has also to be build from the ground up. Finally, the paper looks from two perspectives at emerging trends and business models in a CE to sketch next steps towards the transition in a selection of central sectors. Conclusions are drawn on the basis of the insights gained by the preceding chapters.

Description: The key objective of this deliverable is to gain insights on and assess how CE is being implemented and R&I is being funded at regional level, e.g., via the RIS3 strategy and Structural Funds. As such it sets the scope for the project and provides the background against which programmes and measures can be understood, assessed, developed and recommended in succinct tasks and work packages. The objective of this report is to provide a concise overview of the current R&I priorities, as expressed in running and newly introduced funding and legislative measures with respect to Circular Economy in European countries and regions.

Description: A main goal of this study - which also functions as deliverable 210078-D07 of the Circular Economy Beacons (CEB) project - is to evaluate currently available frameworks that measure and operationalise Circular Economy (CE), with a particular focus on the urban context. The regional focus lies on the Western Balkan region, which is at the centre of the project. Such "Urban Circularity Hotspot Frameworks" (UCHF) aim at providing decision support for policy makers, companies, citizens etc. regarding the transition to CE within cities. Based on the analysis of different frameworks, suggestions are derived regarding UCHF suitable for the specific characteristics of Western Balkan municipalities, i.e. a Circular Economy Beacons Urban Circularity Hotspot Framework (CEB-UCHF) ready for short-term implementation.

Description: Im Auftrag der Fraktion BÜNDNIS 90/DIE GRÜNEN im Bayerischen Landtag haben Forschende des Wuppertal Instituts wissenschaftlich überprüft, wie viele Treibhausgas-Emissionen im Jahr 2030 bestimmte landespolitische Klimaschutz-Maßnahmen potenziell einsparen können. Die vorliegende Studie schätzt dabei sowohl die Effekte der Maßnahmen auf die insgesamt verursachten Treibhausgas-Emissionen (Verursacherprinzip) als auch auf die in Bayern selbst statistisch erfassten Emissionen (Quellenprinzip) ab. Die Maßnahmen adressieren die folgenden fünf Bereiche: 1) Gebäude und Verkehrsmittel im Besitz der öffentlichen Hand. 2) Ausbau der Windenergie und Photovoltaik. 3) Energieeffizienz im Gebäudesektor. 4) Energieeffizienz und Verkehrsverlagerung im Transportsektor. 5) Landwirtschaft und Landnutzung. Zwei Beispiele der untersuchten Maßnahmen sind Verbesserungen der Rahmenbedingungen für den Bau neuer Windenergieanlagen und eine stärkere Nutzung des industriellen Abwärmepotenzials.

Description: A sectoral perspective can help the Global Stocktake (GST) to effectively achieve its objective to inform Parties' in enhancing subsequent NDCs and in enhancing international cooperation. Specifically, granular and actionable sectoral lessons, grounded in country-driven assessments, should be identified and elaborated. To be effective, conversations on sectoral transformations need to synthesise key challenges and opportunities identified in the national analyses and link them to international enablers; focus on systemic interdependencies, involve diverse actors, and be thoroughly prepared including by pre-scoping points of convergences and divergence across transformations. We specifically recommend that: the co-facilitators of the Technical Dialogue use their (limited) mandate to facilitate an effective conversationon sectoral transformations e.g. by organising dedicated informal seminars in between formal negotiation sessions; key systemic transformations necessary toachieve net-zero by mid-century should be spelled out and included in the final decision or political declaration of the GST; and the political outcome of the GST should mandate follow-up processes at the regional level and encourage national-level conversations to translate the collective messages from GST into actionable and sector-specific policy recommendations.

Description: Die Bauindustrie und die Immobilienwirtschaft gehören zu den ressourcenintensivsten Sektoren der heutigen Zeit. Jährlich werden Millionen Tonnen mineralischer Rohstoffe, Metalle, Holz, Kunststoff, Glas und anderen Materialien für die Erstellung und Sanierung von Wohngebäuden genutzt. Auch die Herstellung von Zement ist als ein Hauptbestandteil von Beton mit enormen Treibhausgas-Emissionen verbunden. Der Neubau, die Sanierung und der Abriss von Gebäuden sorgt zudem für große Mengen Bau- und Abbruchabfälle. Für die Immobilienwirtschaft stellt sich daher die Frage, wie sie ihren Gebäudebestand ökologisch optimieren kann. Doch was wiegt ökologisch stärker: der Mehrbedarf an Rohstoffen und die anfallenden Abfallmengen bei Abriss und Neubau oder die ressourcenintensivere Nutzungsphase von sanierten Bestandsgebäuden, wenn deren energetische Qualität niedriger ist als bei Neubauten? Vor diesem Hintergrund hat das Wohnungsunternehmen LEG das Wuppertal Institut beauftragt, anhand von drei exemplarischen LEG-Gebäuden die energetische Gebäudesanierungen im Vergleich zur Alternative eines Abrisses und Neubaus ökologisch zu bewerten. Im Fokus der Untersuchung standen dabei der Primärenergieverbrauch, die damit verbundenen Treibhausgas-Emissionen der Nutzungsphase sowie die gespeicherte Graue Energie der Gebäude und den hiermit verbundenen Treibhausgas-Emissionen. Nun liegen die Studienergebnisse vor: Wird der gesamte Lebenszyklus berücksichtigt, verursacht die energetische Sanierung nur die Hälfte der CO2-Fußabdrücke eines Neubaus. Um das Ziel zu erreichen, müsse der Weg zur Elektrifizierung von Heizsystemen noch beschleunigt und damit die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern verringert werden. Zwar gleicht der Neubau das Ungleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage aus und hat damit einen sozialen Wert, eine Alternative zur Sanierung in Beständen ist er aus ökologischer Sicht allerdings nicht.

Description: This paper analyses the potential of digital information technology to enable the reliable provision of product information along the plastics supply chain. The authors investigate the possible contribution of a product passport equipped with decentralised identifiers and verifiable credentials to overcome information deficits and information asymmetry in the circular plastics economy. Through this, high-quality plastics recycling could be enabled on a larger scale than currently possible.

Description: Die direkte Abscheidung von Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Luft, das sogenannte Direct Air Capture (DAC), wird vermehrt als eine der Möglichkeiten zur Reduzierung von Treibhausgasen und damit der Begrenzung der Klimaerwärmung diskutiert. Vorteilhaft gegenüber anderen technischen Ansätzen zur Entnahme von atmosphärischen CO2 (Negativemissionstechnologien) ist die genaue Planbarkeit, die geringen Auswirkungen auf die Umwelt und die Ausgabe von CO2 in Reinform. Das CO2 kann anschließend dauerhaft gespeichert (Direct Air Capture and Sequestration) oder zur Erzeugung von bspw. synthetischen Brennstoffen (Direct Air Carbon Capture and Utilization) in Power-to-X-Routen (PtX) genutzt werden. Ziel dieser Arbeit ist es, im Kontext der deutschen Klimaneutralitätsziele bis 2045 beispielhaft eine Auslegung von DAC-Anlagen in Deutschland zu untersuchen. Dabei werden die unterschiedlichen Ressourcenverbräuche (Energie, Wasser, Fläche) sowie Kosten und mögliche Einsparungen durch eine Abwärmenutzung dargestellt und verglichen. Dabei soll diese Arbeit zur Beantwortung der folgenden Forschungsfragen beitragen: Welche technologischen DAC-Ansätze sind für Deutschland realisierbar? Welche Mengen an CO2 müssen in Deutschland umgesetzt werden, um den Bedarf an Negativemission zu decken? Welcher Ressourcenverbrauch entsteht in Deutschland, wenn die betrachteten Fallstudien umgesetzt werden? Welchen Infrastrukturaufwand hat dies zur Folge? Ist eine Implementierung in den notwendigen Größenordnungen realisierbar, und welche Faktoren wirken hierbei beschränkend? Für eine systematische Analyse wurden die DAC-, die PtX- und die elektrischen und Wärmeenergieerzeugungsanlagen modular für die Jahre 2020, 2030, 2040 und 2045 aufbereitet. Die Bezugsgrößen wurden so gewählt, dass sie dem DAC-Modul entsprechen. In vier Fallstudien wurden mögliche Kombinationsmöglichkeiten und Implementierungspfade bis 2045 zusammengestellt, analysiert und diskutiert. Es zeigt sich, dass ein großskaliger Einsatz von DAC in Deutschland realisierbar ist. Zentrale Herausforderungen ergeben sich allerdings aus dem hohen Flächen- und Energiebedarf. Der Flächenbedarf resultiert dabei vor allem aus den flächenintensiven erneuerbaren Energieerzeugern. Mit Fokus auf ertragreiche Standorte sind Nord- und Süddeutschland, mit Blick auf ihr Wind- bzw. Sonnenpotenzial, als vielversprechend bei der Implementierung der DAC- Technologie einzustufen. Eine Implementierung der DAC-Technologie mit dem Ziel der dauerhaften CO2-Speicherung ist an norddeutschen Küstengebieten im Vergleich zu Süddeutschland vorteilhafter. Die Installation der DAC-Technologie in Kombination mit der PtX-Route wird aufgrund des hohen elektrischen Energiebedarfs in Deutschland als nicht realisierbar eingeschätzt.

Description: Ende März 2022 veröffentlichte die Europäische Kommission ihre neue EU-Strategie für nachhaltige und zirkuläre Textilien. Die ambitionierte Vision: Textilabfälle sollen reduziert, zirkuläre Maßnahmen gefördert und negative Umweltfolgen der Textilindustrie minimiert werden. Doch wie sieht eine Textilwirtschaft, die Textilien im Kreislauf führt, aus und welche politischen Anforderungen ergeben sich daraus für Deutschland? Der vorliegende Zukunftsimpuls des Wuppertal Instituts zeigt, welche Position Deutschland in der Transformation hin zu einer zirkulären Textilindustrie einnehmen könnte.

Description: A large number and variety of activities are being undertaken to introduce Digital Product Passports (DPPs). However, only a few DPPs have made it into practice so far, so there is some uncertainty about which impact DPPs will actually have. With this paper, we aim to provide a structured overview of the current development of DPPs. We provide insights of 76 current corporate, policy, and research activities that exist and their objectives. To allow for a structured assessment and discussion of the diverse approaches we defined 13 criteria for a comparable description, categorization and evaluation. We expect that this overview will not only encourage feedback and contributions from the DPP community, as well as valuable discussions with and among experts. It is also intended to help promote and facilitate the adoption of DPPs for the Circular Economy by facilitating collaborations and suggestions for ongoing activities.

Description: What is necessary to reach net zero emissions in the transport sector on a global level? To keep limiting global warming to 1.5° C within reach, the world has to decarbonise by mid-century, with every sector contributing as much as possible as soon as possible. This paper identifies what has to be done in road transport, aviation, and shipping to achieve net zero emission in the transport sector. For this purpose, it first sets the scene by providing an overview of the origins and impacts of the concept of net zero emissions in international climate policy as well as of the current state and future prospects of global transport emissions using currently available scenarios for low-emission and net zero transport. While for staying below 1.5° C, the basic approach to reducing transport emissions remains unchanged from what has been suggested in the past, the set, intensity and pace of actions as to shift fundamentally. Without first drastically reducing traffic volume and shifting transport demand to low-emission modes, reaching net zero transport will not be feasible: the amount of additional electricity required to fully electrify the sector with renewable energy is otherwise just too huge. After portraying key instruments for achieving net zero emissions in land transport, aviation, and shipping, this paper identifies key barriers for net zero transport. Based on this analysis, the authors recommend the following to be able to move transport to net zero: 1. Adapt Decarbonisation Strategies to Different Transport Sub-sectors 2. Prioritise and Significantly Increase Investment in Zero-/low-carbon Infrastructure 3. Massively Invest in the Development and Roll out of Zero-/low-emission Technologies 4. Focus on a Just Transition to Overcome Social and Political Barriers 5. Increase International Support and Cooperation

Description: Das Wohnen in Deutschland wird schon seit einigen Jahren durch zwei bedeutende Entwicklungstendenzen bestimmt: Zum einen sinkt die durchschnittliche Haushaltsgröße, zum anderen vergrößert sich die mittlere Pro-Kopf-Wohnfläche. Infolgedessen steigt die Wohnraumnachfrage deutlich an, was besonders im urbanen Raum zu höheren Mieten und ungleichen Verteilungsprozessen des Wohnungsbestandes führt. Bislang ist dieser zunehmenden Nachfrage nach Wohnraum vielerorts mit einer Ausweitung der Neubautätigkeit begegnet worden, was jedoch mit einem schnelleren Verbrauch wertvoller und begrenzter Bodenressourcen verbunden ist. Ein Konzept, das erst seit Kurzem als mögliche Antwort auf die aktuellen sozialen und ökologischen Herausforderungen des Wohnens diskutiert wird, ist das sogenannte suffiziente Wohnen. Dabei geht es um die grundlegende Frage, wie viel Wohnfläche es braucht, um die jeweiligen Bedürfnisse eines Haushaltes angemessen befriedigen zu können und wie durch eine bessere Nutzung des vorhandenen Baubestandes auf eine Änderung dieser Bedürfnisse reagiert werden kann. Suffiziente Wohnkonzepte zielen somit sowohl auf die Berücksichtigung individueller Wohnraumbedarfe als auch auf die Vermeidung weiterer Flächenversiegelung. Diese Masterarbeit möchte das Potential des suffizienten Wohnens im Kontext der aktuellen gesellschaftlichen, ökologischen und wohnungspolitischen Herausforderungen hervorheben. In diesem Zusammenhang spielt die Betrachtung sich verändernder Wohnraumbedarfe im Lebensverlauf von Personen eine zentrale Rolle, da es an bestimmten Wendepunkten häufig zu einer subjektiven Unter- oder Überversorgung mit Wohnfläche kommt. Mittels einer hierarchisch-agglomerativen Clusteranalyse und der repräsentativen LebensRäume - Bevölkerungsumfrage des BBSR werden insgesamt acht Wohntypen identifiziert, die sich je nach Lebensverlaufsphase und Wohnsituation unterscheiden. Dabei wird neben relevanten Umbrüchen in der Wohnbiographie von Personen auch die herausragende Bedeutung von Wohneigentum für die durchschnittlichen Pro-Kopf-Wohnflächen in den einzelnen Clustern deutlich. In Bezug auf die Förderung des suffizienten Wohnens in Deutschland lassen sich zwei zentrale Analyseergebnisse formulieren. Zum einen eröffnen der Auszug der Kinder, die Verrentung sowie die Verwitwung wichtige Möglichkeitsräume für die Veränderung von Wohnsituationen. Zum anderen gilt es, den Einfluss des Wohneigentums als Chance zu begreifen und durch Veränderungen der Bestandsimmobilie eine suffizientere Art des Wohnens zu ermöglichen.

Description: This thesis conceptualizes the school as a socio-technical system, in which change towards sustainable development and a transition towards more climate awareness are necessary. The multi-level perspective (MLP) framework is applied to the German school system and to climate protection projects (CPPs) as examples of niche activities integrating climate protection (CP) in the school. The thesis utilizes the analytical levels of the MLP (landscape, regime, and niche) and the concept of regulative, cognitive, and normative rules and addresses the question: How do actors in CPPs perceive drivers and barriers for transitioning towards more climate awareness in the German school system? The data were collected through expert interviews and analyzed by conducting a qualitative content analysis. The results show that the German school system is characterized by an inherent rigidity, deep-set normative role dynamics, and an unappreciated role of schools in society. They also highlight the importance of public pressure, strategic CP orientation, and hands-on approaches. CPPs can be a driving force for this in individual schools, but, overall, CP needs to be addressed more systematically in the school and more substantial efforts and reforms are necessary. Highly motivated niche actors play an important role and represent key drivers for such developments. This thesis reveals the complex and systemic nature of the challenges the German school system is faced with. It highlights the difficulties of integrating CP and the importance of substantial and transformative political action. The thesis demonstrates the crucial need to recognize the significance of schools and their actors for society and to integrate new methods and approaches into the school. This thesis also contributes to the body of literature on socio-technical systems and sustainability transitions. It offers an operationalization of the MLP and reveals strengths and limits as well as future research outlooks.

Description: This paper is not subject to U.S. copyright. The definitive version was published in Castellote, M., Mooney, A., Andrews, R., Deruiter, S., Lee, W.-J., Ferguson, M., & Wade, P. Beluga whale (Delphinapterus leucas) acoustic foraging behavior and applications for long term monitoring. Plos One, 16(11), (2021): e0260485, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0260485.

Description: Cook Inlet, Alaska, is home to an endangered and declining population of 279 belugas (Delphinapterus leucas). Recovery efforts highlight a paucity of basic ecological knowledge, impeding the correct assessment of threats and the development of recovery actions. In particular, information on diet and foraging habitat is very limited for this population. Passive acoustic monitoring has proven to be an efficient approach to monitor beluga distribution and seasonal occurrence. Identifying acoustic foraging behavior could help address the current gap in information on diet and foraging habitat. To address this conservation challenge, eight belugas from a comparative, healthy population in Bristol Bay, Alaska, were instrumented with a multi-sensor tag (DTAG), a satellite tag, and a stomach temperature transmitter in August 2014 and May 2016. DTAG deployments provided 129.6 hours of data including foraging and social behavioral states. A total of 68 echolocation click trains ending in terminal buzzes were identified during successful prey chasing and capture, as well as during social interactions. Of these, 37 click trains were successfully processed to measure inter-click intervals (ICI) and ICI trend in their buzzing section. Terminal buzzes with short ICI (minimum ICI 〈8.98 ms) and consistently decreasing ICI trend (ICI increment range 〈1.49 ms) were exclusively associated with feeding behavior. This dual metric was applied to acoustic data from one acoustic mooring within the Cook Inlet beluga critical habitat as an example of the application of detecting feeding in long-term passive acoustic monitoring data. This approach allowed description of the relationship between beluga presence, feeding occurrence, and the timing of spawning runs by different species of anadromous fish. Results reflected a clear preference for the Susitna River delta during eulachon (Thaleichthys pacificus), Chinook (Oncorhynchus tshawytscha), pink (Oncorhynchus gorbuscha), and coho (Oncorhynchus kisutch) salmon spawning run periods, with increased feeding occurrence at the peak of the Chinook and pink salmon runs.

Description: Project funding was provided by Georgia Aquarium, the Marine Mammal Laboratory of the Alaska Fisheries Science Center (MML/AFSC). Tagging was funded by the NOAA Fisheries Office of Science and Technology’s Ocean Acoustics Program. DTAG data analysis was funded by the U.S. Marine Mammal Commission grant #16-239. Funding for collecting and analyzing Cook Inlet beluga acoustic data in Susitna Delta was provided by the National Marine Fisheries Service Section 6 Office to the Alaska Department of Fish and Game. This publication is partially funded by the Cooperative Institute for Climate, Ocean, and Ecosystem Studies (CICOES), University of Washington, under NOAA Cooperative Agreement NA15OAR4320063, Contribution No. 2021-1145.

Description: Dengan semakin berkurangnya "anggaran karbon" atau carbon budget di seluruh dunia, berbagai negara sedang mencari solusi untuk mengurangi emisi gas rumah kaca. Karena produksi dan penggunaan batu bara dapat dikatakan sebagai salah satu penghasil emisi karbon yang sangat besar dan memicu perubahan iklim, oleh karena itu dapat diperkirakan bahwa wilayah penghasil batu bara akan sangat terdampak akibat transformasi energi dari sistem energi yang berbasis bahan bakar fosil menjadi energi terbarukan. Tantangan yang muncul tidak hanya di bidang produksi energi, perlindungan lingkungan, tetapi juga dalam aspek ekonomi dan sosial di kawasan kawasan batu bara yang tengah menghadapi transformasi - sering disebut dengan istilah "Transisi Berkeadilan". Para pengambil keputusan di wilayah penghasil batu bara, sangat membutuhkan alat pendukung untuk memulai langkah-langkah untuk mendiversifikasi ekonomi lokal yang disaat bersamaan juga mendukung pekerja dan masyarakat lokal. Transisi Berkeadilan ini membutuhkan perencanaan yang komprehensif, kebijakan baru dan penyesuaian serta keterlibatan semua pemangku kepentingan. Oleh karena itu, Wuppertal Institute merancang "Just Transition Toolbox" untuk memberikan dukungan bagi para praktisi di kawasan penghasil batu bara di seluruh dunia yang menggambarkan tantangan dan peluang dalam transisi berkelanjutan untuk audiens global. Toolbox Transisi Berkeadilan ini terdiri dari informasi tentang pengembangan strategi, rekomendasi untuk struktur tata kelola, mendorong lapangan kerja berkelanjutan, menunjukan pilihan teknologi dan menyoroti rehabilitasi lingkungan dan penggunaan kembali situs dan infrastruktur terkait batubara. Toolbox ini dikembangkan berdasarkan seperangkat alat yang dirancang oleh Wuppertal Institute melalui kerja sama dengan berbagai pemangku kepentingan atas inisiatif Uni Eropa untuk daerah-daerah kawasan Batubara yang berada dalam masa transisi. Toolbox ini juga menampilkan pelajaran yang diambil dari kawasan batu bara mitra SPIPA seperti India, Indonesia, Afrika Selatan, Jepang, Korea Selatan, Kanada, dan Amerika Serikat. Akronim SPIPA adalah kependekan dari "Kemitraan Strategis untuk Implementasi Perjanjian Persetujuan Paris" pada program UE-BMU yang dibiayai bersama oleh GIZ.

Description: A medida que el presupuesto mundial de carbono disminuye rápidamente, los países de todo el mundo buscan soluciones para limitar las emisiones de gases de efecto invernadero. Dado que la producción y el uso del carbón son algunos de los procesos más intensivos en emisiones carbono, es previsible que las regiones que producen carbón se vean especialmente afectadas por las consecuencias de una transformación hacia la neutralidad climática. Estas regiones se enfrentan a retos en el ámbito de la producción de energía y la protección del medio ambiente, pero también a retos económicos y sociales, que se engloban en la necesidad de una "transición justa". Los responsables de la toma de decisiones en las regiones dependientes de la producción de carbón necesitan urgentemente herramientas de apoyo que ayuden a poner en marcha medidas para diversificar las economías locales y, al mismo tiempo, apoyar a los trabajadores y las comunidades locales. Wuppertal Institute busca apoyar a las regiones carboníferas de todo el mundo desarrollando una caja de herramientas para la transición justa, que ilustra los retos y las oportunidades de una transición sostenible para un público global. La caja de herramientas incluye recomendaciones para el desarrollo de estrategias y estructuras de gobernanza, líneas guía para la creación de empleo sostenible, el desarrollo de alternativas tecnológicas, la rehabilitación medioambiental y la reutilización de infraestructuras relacionados con el carbón. La caja de herramientas se basa parte del trabajo de Wuppertal Institute dentro de la Iniciativa de la UE para las Regiones Carboníferas en Transición y tiene en cuenta las circunstancias específicas de los países socios de la SPIPA: India, Indonesia, Sudáfrica, Japón, Corea del Sur, Canadá y Estados Unidos. El acrónimo SPIPA es la abreviatura de "Asociaciones Estratégicas para la Aplicación del Acuerdo de París", un programa UE-BMU cofinanciado por la GIZ.

Description: © The Author(s), 2021. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License. The definitive version was published in Ramirez, G. A., Mara, P., Sehein, T., Wegener, G., Chambers, C. R., Joye, S. B., Peterson, R. N., Philippe, A., Burgaud, G., Edgcomb, V. P., & Teske, A. P. Environmental factors shaping bacterial, archaeal and fungal community structure in hydrothermal sediments of Guaymas Basin, Gulf of California. Plos One, 16(9), (2021): e0256321, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0256321.

Description: The flanking regions of Guaymas Basin, a young marginal rift basin located in the Gulf of California, are covered with thick sediment layers that are hydrothermally altered due to magmatic intrusions. To explore environmental controls on microbial community structure in this complex environment, we analyzed site- and depth-related patterns of microbial community composition (bacteria, archaea, and fungi) in hydrothermally influenced sediments with different thermal conditions, geochemical regimes, and extent of microbial mats. We compared communities in hot hydrothermal sediments (75-100°C at ~40 cm depth) covered by orange-pigmented Beggiatoaceae mats in the Cathedral Hill area, temperate sediments (25-30°C at ~40 cm depth) covered by yellow sulfur precipitates and filamentous sulfur oxidizers at the Aceto Balsamico location, hot sediments (〉115°C at ~40 cm depth) with orange-pigmented mats surrounded by yellow and white mats at the Marker 14 location, and background, non-hydrothermal sediments (3.8°C at ~45 cm depth) overlain with ambient seawater. Whereas bacterial and archaeal communities are clearly structured by site-specific in-situ thermal gradients and geochemical conditions, fungal communities are generally structured by sediment depth. Unexpectedly, chytrid sequence biosignatures are ubiquitous in surficial sediments whereas deeper sediments contain diverse yeasts and filamentous fungi. In correlation analyses across different sites and sediment depths, fungal phylotypes correlate to each other to a much greater degree than Bacteria and Archaea do to each other or to fungi, further substantiating that site-specific in-situ thermal gradients and geochemical conditions that control bacteria and archaea do not extend to fungi.

Description: This project was supported by collaborative NSF Biological Oceanography grants 1829903 and 1829680 “Hydrothermal fungi in the Guaymas Basin Hydrocarbon Ecosystem” to V. Edgcomb and A. Teske, respectively. Postdoc G. Ramirez and Graduate student C.R. Chambers were supported by NSF Molecular and Cellular Biology grant 1817381 “Next Generation Physiology” and by ARPA-E grant “Mining the Deep Sea for Microbial Ethano- and Propanogenesis”. Sampling in Guaymas Basin was supported by collaborative NSF Biological Oceanography grants 1357238 and 1357360 “Collaborative Research: Microbial carbon cycling and its interaction with sulfur and nitrogen transformations in Guaymas Basin hydrothermal sediments” to A. Teske and S. B. Joye, respectively.

Description: As the worldwide remaining carbon budget decreases rapidly, countries across the globe are searching for solutions to limit greenhouse gas emissions. As the production and use of coal is among the most carbon-intensive processes, it is foreseeable that coal regions will be particularly affected by the consequences of a transformation towards a climate-neutral economy and energy system. Challenges arise in the area of energy production, environmental protection, but also for economic and social aspects in the transforming regions - often coined with the term "Just Transition". For the decision makers in coal regions, there is an urgent need for support tools that help to kick off measures to diversify the local economies while at the same time supporting the local workers and communities. The Wuppertal Institute aims to support coal regions worldwide by developing a Just Transition Toolbox, which illustrates the challenges and opportunities of a sustainable transition for a global audience. It comprises information about strategy development, sets recommendations for governance structures, fostering sustainable employment, highlights technology options and sheds light on the environmental rehabilitation and repurposing of coal-related sites and infrastructure. The toolbox builds on the work of the Wuppertal Institute for the EU Initiative for Coal Regions in Transition and takes into account country-specific findings from the SPIPA-partner countries India, Indonesia, South Africa, Japan, South Korea, Canada and the USA. The acronym SPIPA is short for "Strategic Partnerships for the Implementation of the Paris Agreement" an EU-BMU programme co-financed by the GIZ.

Description: © The Author(s), 2022. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License. The definitive version was published in Houstin, A., Zitterbart, D., Winterl, A., Richter, S., Planas-Bielsa, V., Chevallier, D., Ancel, A., Fournier, J., Fabry, B., & Le Bohec, C. Biologging of emperor penguins-attachment techniques and associated deployment performance. PLoS One, 17(8), (2022): e0265849, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0265849.

Description: An increasing number of marine animals are equipped with biologgers, to study their physiology, behaviour and ecology, often for conservation purposes. To minimise the impacts of biologgers on the animals’ welfare, the Refinement principle from the Three Rs framework (Replacement, Reduction, Refinement) urges to continuously test and evaluate new and updated biologging protocols. Here, we propose alternative and promising techniques for emperor penguin (Aptenodytes forsteri) capture and on-site logger deployment that aim to mitigate the potential negative impacts of logger deployment on these birds. We equipped adult emperor penguins for short-term (GPS, Time-Depth Recorder (TDR)) and long-term (i.e. planned for one year) deployments (ARGOS platforms, TDR), as well as juvenile emperor penguins for long-term deployments (ARGOS platforms) in the Weddell Sea area where they had not yet been studied. We describe and qualitatively evaluate our protocols for the attachment of biologgers on-site at the colony, the capture of the animals and the recovery of the devices after deployment. We report unprecedented recaptures of long-term equipped adult emperor penguins (50% of equipped individuals recaptured after 290 days). Our data demonstrate that the traditional technique of long-term attachment by gluing the biologgers directly to the back feathers causes excessive feather breakage and the loss of the devices after a few months. We therefore propose an alternative method of attachment for back-mounted devices. This technique led to successful year-round deployments on 37.5% of the equipped juveniles. Finally, we also disclose the first deployments of leg-bracelet mounted TDRs on emperor penguins. Our findings highlight the importance of monitoring potential impacts of biologger deployments on the animals and the need to continue to improve methods to minimize disturbance and enhance performance and results.

Description: This study was funded by the Centre Scientifique de Monaco with additional support from the LIA-647 and RTPI-NUTRESS (CSM/CNRS¬-University of Strasbourg), by The Penzance Endowed Fund and The Grayce B. Kerr Fund in Support of Assistant Scientists and by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) grants ZI1525/3-1 in the framework of the priority program “Antarctic research with comparative investigations in Arctic ice areas”. Logistics and field efforts were supported by the Alfred Wegener Institute (AWI) within the framework of the program MARE.

Description: © The Author(s), 2021. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License. The definitive version was published in Lagache, T., Hanson, A., Perez-Ortega, J. E., Fairhall, A., & Yuste, R. Tracking calcium dynamics from individual neurons in behaving animals. Plos Computational Biology, 17(10), (2021): e1009432, https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1009432.

Description: Measuring the activity of neuronal populations with calcium imaging can capture emergent functional properties of neuronal circuits with single cell resolution. However, the motion of freely behaving animals, together with the intermittent detectability of calcium sensors, can hinder automatic monitoring of neuronal activity and their subsequent functional characterization. We report the development and open-source implementation of a multi-step cellular tracking algorithm (Elastic Motion Correction and Concatenation or EMC2) that compensates for the intermittent disappearance of moving neurons by integrating local deformation information from detectable neurons. We demonstrate the accuracy and versatility of our algorithm using calcium imaging data from two-photon volumetric microscopy in visual cortex of awake mice, and from confocal microscopy in behaving Hydra, which experiences major body deformation during its contractions. We quantify the performance of our algorithm using ground truth manual tracking of neurons, along with synthetic time-lapse sequences, covering a wide range of particle motions and detectability parameters. As a demonstration of the utility of the algorithm, we monitor for several days calcium activity of the same neurons in layer 2/3 of mouse visual cortex in vivo, finding significant turnover within the active neurons across days, with only few neurons that remained active across days. Also, combining automatic tracking of single neuron activity with statistical clustering, we characterize and map neuronal ensembles in behaving Hydra, finding three major non-overlapping ensembles of neurons (CB, RP1 and RP2) whose activity correlates with contractions and elongations. Our results show that the EMC2 algorithm can be used as a robust and versatile platform for neuronal tracking in behaving animals.

Description: R.Y. was supported by the NSF (CRCNS 1822550), the NEI (R01EY011787), the NIMH (R01MH115900), and Vannevar Bush Faculty Award (ONR N000142012828). T.L. was supported by the Fondation pour la Recherche Médicale (https://www.frm.org/) and the Philippe Foundation (https://www.philippefoundation.org/). A.H. was supported by the NIMH (T32MH018870). J.P.-O. was supported by the CONACYT (CVU365863). ALF was supported by NSF (CRCNS 1822550), the Simons Foundation Collaboration for the Global Brain (542975SPI) and the Weill NeuroHub (https://www.weillneurohub.org/).

Description: Regionale Produkte sind im Trend. Kreative Manufakturen, offene Werkstätten und moderne Fertigungsmethoden verhelfen dem Handwerk in der Stadt zu einer Renaissance. Was ist daran eigentlich das Neue? Und warum schlummert darin so ein großes Potenzial für einen nachhaltigen Wohlstand und für lebenswerte Quartiere? Knapp drei Jahre beforschte, förderte und vernetzte ein Projektteam aus Utopiastadt, dem Wuppertal Institut und dem transzent die Pioniere einer neuen Produktivität in der Region. Nun ist es an der Zeit, Bilanz zu ziehen - und nach vorne zu schauen, wo am Horizont die Visionen einer lebenswerten und produktiven Stadt von Morgen greifbar werden. Der vorliegende Wegweiser ist die Essenz aus drei Jahren Forschung, Praxis und Dialog. Er weist eine neue Richtung für die Region und ihre gestaltenden Akteure. Ob Wirtschaftsförderung, Stadtverwaltung, Zivilgesellschaft, Gründerszene, Unternehmen oder Wissenschaft: Wir laden dazu ein, den Weg gemeinsam zu beschreiten!

Description: Deutschland liegt bei Klimaschutz und der langfristigen Sicherung der Energie- und Rohstoffversorgung weit hinter seinen eigenen Zielen. Nur mit Tempo, Mut und Ehrlichkeit lässt sich der Rückstand jetzt aufholen. Dazu gehören ein beschleunigter Ausbau erneuerbarer Energien, ein sofortiger Aufbau eines umfassenden Netzes für grünen Wasserstoff, verbindliche Ziele für eine echte Kreislaufwirtschaft, klare Vorgaben für den Wohnungsbestand, eine ernsthafte Mobilitätswende und wirksame Anreize für eine nachhaltige Produktion. Bei all dem müssen sozial gerechte Lösungen gefunden werden, nur so lässt sich CO2-Vermeidung und Ressourcenschutz in der Breite durchsetzen. Das vorliegende Impulspapier des Wuppertals Instituts zeigt, wie sehr Deutschland auf dem Weg zur Nachhaltigkeit seinen eigenen Zielen hinterherhinkt.

Description: In the coming years, we must set a course that will allow as to protect our climate, reduce resource consumption, and preserve biodiversity. A profound ecological system change is on the horizon in all central areas of action of the economy and society, or transformation arenas. Digitalisation is a prerequisite for the success in this change and will impact these arenas at multiple levels: Digital technologies and applications will make it possible to improve current procedures, processes, and structures (Improve) and help us take the first steps towards new business models and frameworks (Convert). Despite this, digitalisation itself must be effective enough to facilitate a complete ecological restructuring of our society and lives to achieve more far-reaching economic transformation and value creation (Transform). The ability to obtain, link, and use data is a basic prerequisite for tapping into the potential of digitisation for sustainability transformation. However, data is not a homogeneous raw material. Data only gains value when we know the context in which it was collected and when we can use it for a specific purpose. The discussion on what structures and prerequisites are necessary for the system-changing use of data has only just begun. This study was conducted to serve as a starting point for this discussion as it describes the opportunities and prerequisites for a data-based sustainability transformation. This study focuses on environmental data, data from plants, machines, infrastructure, and IoT products. Our task will be to increase the use this data for systemic solutions (system innovation) within transformation arenas where different stakeholders are working together to initiate infrastructure, value chain, and business model transformation.

Description: In den nächsten Jahren müssen die Weichen für Klimaschutz, zur Reduktion des Ressourcenverbrauchs sowie der Erhaltung der Artenvielfalt gestellt werden. In allen zentralen Handlungsbereichen von Wirtschaft und Gesellschaft - den sogenannten Transformationsarenen - steht ein tiefgreifender ökologischer Systemwandel an. Digitalisierung ist eine Erfolgsvoraussetzung für diesen Wandel und wirkt auf verschiedenen Ebenen: digitale Technologien und Anwendungen ermöglichen, gegenwärtige Verfahren, Prozesse und Strukturen zu verbessern (Improve) oder erste Schritte in eine neue Ausrichtung von Geschäftsmodellen oder Rahmenbedingungen zu gehen (Convert). Gleichzeitig muss die Digitalisierung aber auch für einen weitergehenden Umbau von Wirtschaft und Wertschöpfung sowie für die ökologische Neuorientierung von Gesellschaft und Lebensstilen wirksam werden (Transform). Die Fähigkeit zur Gewinnung, Verknüpfung und Nutzung von Daten ist eine Grundvoraussetzung, um die Potenziale der Digitalisierung für die Nachhaltigkeitstransformation zu erschließen. Daten sind dabei jedoch kein homogener Rohstoff - Daten erlangen erst einen Wert, wenn der Kontext, in welchem sie erhoben wurden, bekannt ist und sie für den angestrebten Zweck nutzbar gemacht werden können. Die Diskussion darüber, welche Strukturen und Voraussetzungen für die systemverändernde Nutzung von Daten erforderlich sind, hat erst begonnen. Die vorliegende Studie leistet hierzu einen ersten Beitrag und beschreibt die Möglichkeiten und Voraussetzungen für eine datenbasierte Nachhaltigkeitstransformation. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Umweltdaten, Daten von Anlagen, Maschinen, Infrastrukturen oder von Produkten im Internet der Dinge (Internet of Things). Die Aufgabe ist, diese Daten stärker als bisher für systemische Lösungsansätze (Systeminnovationen) in den jeweiligen Transformationsarenen einzusetzen, bei denen unterschiedliche Stakeholder zusammenarbeiten und gemeinsam den Umbau von Infrastrukturen, Wertschöpfungsketten und Geschäftsmodellen einleiten.

Description: Deutschlands Klimaschutzstrategie baut auf den Einsatz von grünem Wasserstoff aus erneuerbaren Energien. Doch wo soll der Wasserstoff herkommen, aus heimischer Produktion oder importiert aus dem Ausland? Eine Studie des Wuppertal Instituts und DIW Econ schafft einen Überblick über die aktuelle Datenlage und ermittelt Wertschöpfungs- und Beschäftigungseffekte beider Strategien. Das Resümee: Es trifft nicht zu, dass importierter Wasserstoff allgemein günstiger ist, entscheidend sind je nach Herkunftsland die tatsächlich realisierbaren Strom- und Transportkosten. Wird der grüne Wasserstoff stattdessen im eigenen Land produziert, wird dies zudem eine positive Beschäftigungswirkung und Wertschöpfung entfalten. Mit der Erreichung der Klimaziele 2050 betrüge die zusätzliche Wertschöpfung bei einer stark auf die heimische Erzeugung ausgerichtete Strategie bis zu 30 Milliarden Euro im Jahr 2050 und es könnten bis zu 800.000 Arbeitsplätze geschaffen werden.

Description: Der Begriff "Pfand" umfasst in seinen konkreten Anwendungen ganz unterschiedliche Konzepte, die sich mit unterschiedlichen Zielsetzungen auf verschiedene Produktgruppen beziehen und dabei sehr unterschiedliche Effekte auslösen. Zentrales Ziel dieser Kurzstudie ist es, zu einer etwas differenzierteren Betrachtung von Pfandsystemen beizutragen und auf die Stärken und Schwächen in den verschiedenen Anwendungskontexten hinzuweisen. Mit diesem Ziel werden in Kapitel 2 verschiedene Best-Practice-Beispiele dargestellt, bei denen die Einführung von Pfandsystemen in verschiedenen Formen zur Umsetzung einer Kreislaufwirtschaft beigetragen haben. Kapitel 3 beschreibt die verschiedenen Kriterien, auf deren Basis sich unterschiedliche Pfandsysteme für konkrete Produktgruppen begründen lassen könnten; ein spezifischer Fokus wird hierbei auf Verpackungssysteme gelegt. Im abschließenden Kapitel 4 werden davon ausgehend Handlungsempfehlungen entwickelt, wie das Instrument Pfand in Deutschland in möglichst effizienter Form genutzt werden könnte.

Description: Die GLS Bank finanziert gezielt nachhaltige Projekte und Unternehmen in den Bereichen erneuerbare Energien, nachhaltige Wirtschaft, Ernährung, Wohnen, Bildung & Kultur, Soziales & Gesundheit. Eine zentrale Herausforderung ist es, die Nachhaltigkeitswirkung der Finanz- und Anlagestrategie robust zu quantifizieren und transparent darzustellen. Die GLS Bank hat sich zum Ziel gesetzt, die hierfür notwendigen Methoden und Daten zur Bewertung der Nachhaltigkeitswirkungen ihres Finanz- und Anlagenportfolios schrittweise weiterzuentwickeln, um eine richtungssichere Portfoliosteuerung und Kundenbetreuung zu unterstützen. Ziel des Projektes ist zunächst, das Emissionsgeschehen der finanzierten Wertschöpfungskette abzubilden (Scope 3), aber auch die eingesparten Emissionen als einen Beitrag zum Klimaschutz zu bewerten (Scope 4). Es werden die Scope 3 Emissionen der GLS Bank in den folgenden Finanz- und Anlagebereichen für das Berichtsjahr 2019 bilanziert: 1. Aktien- und Klimafonds; 2. Kredite; 3. Unternehmensbeteiligung. Scope 4 Emissionen werden in Form vermiedener Emissionen (Carbon Handprint) dabei ausschließlich für Bereiche bilanziert, in denen THG-Reduktionspotentiale richtungssicher abgeschätzt werden können. Im vorliegenden Bericht wird der Untersuchungsrahmen, die vom Wuppertal Institut entwickelte Methodik sowie Lösungsstrategien für die Überbrückung geringer Datenqualität/-verfügbarkeit beschrieben. Die Robustheit der Ergebnisse wird durch Prüfungsmethoden reflektiert und dem Leser somit eine Interpretationsunterstützung gegeben. In einem Ausblick werden Weiterentwicklungsbedarfe und -möglichkeiten skizziert, um schrittweise eine zunehmend robuste und wissenschaftliche fundierte Methodik und Datengrundlage zur Bewertung der Klimawirkung sowie weiterer Nachhaltigkeitswirkungen des Finanz- und Anlageportfolios der GLS Bank in Zusammenarbeit mit relevanten Stakeholdern zu etablieren.

Description: Die vorangegangenen Analysen im RESTORE2050 Projekt, die im Rahmen dieses Berichts weitergeführt werden, haben gezeigt, dass der Einsatz von Wasserstoffspeichern zur Residuallastglättung nur bedingt geeignet ist. Zwar bietet die Technologie ein hohes technisches Potenzial hinsichtlich der Speicherkapazitäten und der installierbaren elektrischen Leistungen. Jedoch führt ein systemdienlicher Einsatz, bei dem positive Residuallastspitzen u. a. durch Anheben geringer Residuallasten gesenkt werden, wie er in den Modellrechnungen des RESTORE2050 Projektes implementiert ist, zu einer Absenkung der Deckungsraten von erneuerbaren Energien (EE) im europäischen Stromsystem. Dies ist dadurch begründet, dass die Umwandlung und Speicherung von EE-Strom als Wasserstoff (H2) im Vergleich zu anderen Speichertechnologien hohe Wandlungsverluste sowohl bei der H2-Erzeugung als auch bei der Rückverstromung aufweisen. Daher wird im Rahmen dieses Aufstockungsprojektes (RESTORE2050_plus) untersucht, welchen Beitrag alternative Einsatzstrategien der H2-Speicher zur Minimierung der negativen Residuallast, also potenzielle erneuerbaren Stromüberschüssen, und gleichzeitig zur Erhöhung der EE- Versorgungsanteile leisten kann.

Description: Das übergeordnete Ziel des Forschungs-Projektes RESTORE 2050 (Regenerative Stromversorgung & Speicherbedarf in 2050; Förderkennzeichen 03SF0439) war es, wissenschaftlich belastbare Handlungsempfehlungen für die Transformation des deutschen Stromsystems im europäischen Kontext zu geben. Dafür wurden auf Basis der zukünftig prognostizierten Entwicklung von Stromangebot und -nachfrage innerhalb des ENTSO-E Netzverbundes für den Zeithorizont des Jahres 2050 sowie mittels örtlich und zeitlich hoch aufgelöster meteorologischer Zeitreihen die Themenkomplexe (1) Nationale Ausbaustrategien für erneuerbare Energien, (2) Übertragungsnetzausbau und (3) Alternativmaßnahmen wie Lastmanagement, (4) Bedeutung des EE-Stromaustauschs mit Drittstaaten und (5) die Rolle von Stromspeichern auf Übertragungsnetzebene analysiert. Die aus den Untersuchungsergebnissen abgeleitenden Handlungsempfehlungen stellen wichtige Beiträge für die weitere Integration von erneuerbaren Energien dar und geben Hinweise für den Aufbau einer leistungsfähigen europäischen Infrastruktur.

Description: Das Konzept der "Wirtschaftsförderung 4.0" (Wf4.0) zielt darauf ab, die lokalen und regionalen Wirtschaftsstrukturen zu stärken. Wf4.0 initiert neue Wertschöpfung vor Ort, eröffnet lokale Investitionsmöglichkeiten, bindet regionale Kaufkraft, entfalten neue Wirtschaftsideen und stärkt lokale Vielfalt. Sie stärkt die Tauschwirtschaft für Ressourcen, Produkte oder Räume und fördert den Gemeinsinn. Mithin erhöht Wf4.0 die Widerstandsfähigkeit gegenüber globalen Wirtschaftskrisen. Wirtschaftsförderung 4.0 wirkt sich damit positiv aus auf den Stadtwohlstand und erhöht die Attraktivität für eine Stadt der kurzen Wege, der Diversität und des guten Lebens. Zugleich erhöht eine Stabilisierung der regionalen und lokalen Wirtschaft die Widerstandsfähigkeit der lokalen Ebene gegen weltweite Krisen. Die "Wirtschaftsförderung 4.0" ergänzt die klassischen Strategien der etablierten Wirtschaftsförderung. Nach und nach hat sich das Handlungsspektrum um die Bereiche Bestandspflege, Clustermanagement und Kreativwirtschaft erweitert. Zahlreiche Maßnahmen der Wf4.0 sind hier bereits verankert. So etwa die Förderung von Nachhaltigen Unternehmen. In dem Projekt wurde untersucht, inwiefern sich der gegenwärtige Leistungskatalog der Wirtschaftsförderung sinnvoll erweitern lässt.

Description: Diese Kurzstudie beschäftigt sich mit der Frage, ob durch den Einsatz von Augmented Reality Anwendungen die Wiederaufbereitung (genauer das Refurbishment) von Produkten gesteigert werden kann. Gleichzeitig betrachtet sie, ob damit auch die Inklusion- und Re-Integration von Schwerbehinderten und langzeitarbeitslosen Menschen in den ersten Arbeitsmarkt unterstützt wird.

Description: Mit dem Ziel, das Kunststoffrecycling weiter zu steigern, wurden in diesem Vorhaben die Verfahren und Prozesse der werkstofflichen Verwertung von Kunststoffabfällen in den Blick genommen - von der Sortierung über die Aufbereitung bis hin zu einem erneuten Einsatz in der Produktion. Ausgehend von der Beschreibung des Standes der Technik wurden mögliche, innovative technische Optimierungspotenziale identifiziert und dargestellt, die zur Verbesserung der Rezyklatqualitäten und ihren Einsatzmöglichkeiten in Neuprodukten beitragen können. Für eine Bewertung der Umweltwirkungen der technischen Innovationen im Vergleich zum Stand wurden ökobilanzielle Berechnungen vorgenommen.

Description: Diese Kurzstudie ist Teil des Verbundvorhabens "Circular Economy als Innovationsmotor für eine klimaneutrale und ressourceneffiziente Wirtschaft (CEWI)" der Stiftung 2°, dem WWF Deutschland und dem Wuppertal Institut und hat zum Ziel, die Potenziale des Gebäudesektors und der dazugehörigen Wertschöpfung im Hinblick auf die Umsetzung von zirkulären Ansätzen zu analysieren und den Beitrag zur Ressourceneinsparung und dem Klimaschutz zu bewerten. Das Ergebnis dieser Kurzstudie leitet sich aus einem intensiven Bewertungsprozess verschiedener Maßnahmen-Cluster ab und besteht aus sechs Handlungsfeldern, die ein Potenzial für den Ausbau von Klimaneutralität und Ressourceneffizienz im Gebäudesektor aufweisen. Diese Handlungsfelder bilden die Grundlage für den weiteren Projektverlauf von CEWI, in dem Industrieakteure in Workshops gemeinsam Pilotprojekte modellieren werden.

Description: Diese Kurzstudie ist Teil des Verbundvorhabens "Circular Economy als Innovationsmotor für eine klimaneutrale und ressourceneffiziente Wirtschaft (CEWI)" der Stiftung 2°, dem WWF Deutschland und dem Wuppertal Institut und hat zum Ziel, die Potenziale des Automobilsektors und der dazugehörigen Wertschöpfung im Hinblick auf die Umsetzung von zirkulären Ansätzen zu analysieren und den Beitrag zur Ressourceneinsparung und dem Klimaschutz zu bewerten. Das Ergebnis dieser Kurzstudie leitet sich aus einem intensiven Bewertungsprozess verschiedener Maßnahmen-Cluster ab und besteht aus sechs Handlungsfeldern, die ein Potenzial für den Ausbau von Klimaneutralität und Ressourceneffizienz im Automobilsektor aufweisen. Diese Handlungsfelder bilden die Grundlage für den weiteren Projektverlauf von CEWI, in dem Akteure aus der Praxis in Workshops gemeinsam Pilotprojekte modellieren werden.

Description: Die Wirtschaftsförderung Region Stuttgart GmbH (WRS) unterstützt die Transformation der Region Stuttgart in Richtung Nachhaltigkeit und sieht die Bioökonomie als eine wichtige Strategie zu diesem Zweck. Die WRS hat das Wuppertal Institut mit dieser Kurzstudie mit dem Fokus auf die industrielle Bioökonomie beauftragt, um eine Informationsgrundlage für die Spezifikation weiterer Aktivitäten der WRS im Kontext der Bioökonomie zu schaffen. Die Studie gibt einen Überblick über definitorische Ansätze und Diskurslinien der Bioökonomie. Sie fasst Einschätzungen des deutschen Bioökonomierates zu Marktpotenzialen der Bioökonomie in verschiedenen Branchen zusammen, die u.a. für Automobil, Biotechnologie und IKT als gut eingeschätzt werden. Anschließend umreißt die Studie die Innovationsansätze Biomimikry und Biointelligenz. Für den Ansatz Biointelligenz zur biologischen Transformation der industriellen Wertschöpfung werden die in Studien von Dritten identifizierten Marktpotenziale der Biointelligenz zusammengefasst, u.a. in den Bereichen Unterstützungssysteme, Produktionssysteme/-technologien und Baumaterialien. Darüber hinaus stellt die Studie Schnittstellen relevanter Landesstrategien in Baden-Württemberg zu Bioökonomiethemen dar, die synergetisch genutzt werden könnten. Ergänzend gibt die Studie einen Überblick über die Akteurslandschaft in Baden-Württemberg. Der Überblick basiert insbesondere auf dem Bioökonomie Kompetenzatlas wissenschaftlicher Akteure, der von der Landeskoordinierungsstelle an der Universität Hohenheim herausgegeben wird, sowie einer Akteursanalyse aus dem Projekt "Bioökonomie in Baden-Württemberg", das am KIT durch das ITAS durchgeführt wurde und durch die BIOPRO Baden-Württemberg GmbH unterstützt wurde. Auf Basis dieser Informationssammlung entwirft die Studie weiterführende Fragen in Bezug auf mögliche weitere Aktivitäten der WRS im Kontext der Bioökonomie, u.a. die mögliche Nutzung von Innovationsansätzen aus dem Bereich der Living Lab und Reallaborforschung.

Description: Diese Kurzstudie beschäftigt sich mit der Frage, ob durch den Einsatz von Augmented Reality Anwendungen die Wiederaufbereitung (genauer das Refurbishment) von Produkten gesteigert werden kann. Gleichzeitig betrachtet sie, ob damit auch die Inklusion- und Re-Integration von Schwerbehinderten und langzeitarbeitslosen Menschen in den ersten Arbeitsmarkt unterstützt wird.

Description: Two thirds of today's world trade is based on global value chains and supply networks. Purely regional supply chains have become less important in recent decades. The effects of these globalised structures are manifold. On the one hand, they promote employment and generate prosperity. On the other hand, they are beset by extreme social, ecological and economic imbalances. The COVID-19 pandemic has demonstrated the fragility of existing supply chain systems. The lockdown continues to disrupt complex supply chains and many problems of existing production and consumption continue to worsen. COVID-19 is one example of the crises that can shake globally networked supply chains in the short term. Other crises, such as climate change, develop more insidiously and are less immediately recognisable. Different as they are, such crises have one thing in common: they highlight the vulnerability of global social and economic structures and illustrate the impact of global trade on the regions and people of the world. This is precisely where global sustainability strategy comes in - it aims to fundamentally reduce differences and inequalities in opportunities and quality of life. The COVID-19 pandemic has forced the entire world into upheaval, creating an opportunity to make sustainability a central political resilience strategy. In the wake of the Corona pandemic, the discussion about resilient communities has flared up. In order to guarantee supply in the face of such crises, these should be more strongly regional and circular in their economic approach and global and sustainable in their perspective. The aim should be sustainable, transparent, non-exploitative supply chains that guarantee the security of supply to cover basic needs and public services despite sudden changes and crises. This discussion paper draws a future scenario of globally cooperative, circular regional economies that fundamentally reduce global inequalities in opportunities and quality of life, while at the same time permanently preserving the natural foundations of life.

Description: Autowerke stellen ihre Produktion ein, die Börse stürzt ab, überall sieht man leere Straßen und Cafés und plötzlich ist Homeoffice für einen Großteil der arbeitenden Bevölkerung in Deutschland die Empfehlung oder gar eine Vorgabe. Die Corona-Pandemie bestimmt unseren derzeitigen Alltag und trifft Deutschland, Europa und die Welt zu einer Zeit, in der es ohnehin eine Vielzahl an gewaltigen Herausforderungen zu lösen gilt. Wirtschaftliche Hilfen sind während und im Nachgang einer solchen Krise unerlässlich, primär gilt aber die Konzentration auf die Verhinderung der ungebremsten Ausbreitung der Pandemie und auf die Begrenzung der gesundheitlichen Folgen. Zur Überwindung der langfristigen wirtschaftlichen Folgen derart disruptiver Entwicklungen sind Konjunkturprogramme und strukturelle Hilfen ein probates Mittel. Sie dürfen aber nicht nach dem "Gießkannenprinzip" verteilt werden, finanzielle Unterstützung muss zukunftsgerichtet für dringend notwendige Investitionen erfolgen. Ziel muss sein, damit erforderliche nachhaltige Transformationsprozesse innerhalb unserer Wirtschaft und Gesellschaft wie den Klimaschutz voranzutreiben. Die Vorbereitungen dazu müssten jetzt schon getroffen werden, sagen Manfred Fischedick und Uwe Schneidewind. Welche Kriterien und Maßnahmen es dafür braucht, zeigt ihr vorliegendes Diskussionspapier.

Description: Im vergangenen Jahr waren die Zuwachszahlen im Bereich der Elektromobilität in Deutschland höher als jemals zuvor. Das enorme Wachstum ist vor allem der EU-Verordnung zur Flottenemissionsnorm zu verdanken. Die Elektromobilität hat damit einen wichtigen Schritt gemacht und gezeigt, dass sie das Potenzial hat, den Verbrennungsmotor bald zu verdrängen. Doch allein ein sehr hoher Marktanteil an Elektroautos genügt nicht, um die mittelfristigen deutschen Klimaschutzziele zu erreichen. Dies ist eine der zentralen Aussagen der Autoren des vorliegenden Impulspapiers. Sie empfehlen, dass die Europäische Union Herstellern weiterhin ambitionierte Zielvorgaben für emissionsarme Pkw machen sollte, damit schon im Jahr 2030 annähernd alle neu zugelassenen Pkw elektrisch angetrieben werden. Autos mit Hybridantrieb sind auf diesem Weg maximal eine wichtige Übergangstechnologie. Zentrale Voraussetzung ist zudem, dass die derzeitigen Ladevorgänge erleichtert werden, damit der Umstieg auf Fahrzeuge mit alternativem Antriebskonzept deutlich attraktiver wird.

Description: Welche Perspektiven haben zukunftsfähige und krisenfeste Städte nach der Corona-Pandemie? Antworten darauf skizzieren die Autorinnen und Autoren in dem vorliegenden Diskussionspapier. Ihre zentrale These: Städte der Zukunft müssen und werden "näher", "öffentlicher" und "agiler" sein. Dies erläutern sie anhand dieser drei Dimensionen und konkretisieren es anhand zahlreicher Beispiele.

Description: Das Fortschreiten des Klimawandels und die Schädigung der Ökosysteme machen deutlich, dass die seit Jahrzehnten international geforderte nachhaltige Entwicklung zu den wichtigsten Herausforderungen gehören. Um die von den Vereinten Nationen in der Agenda 2030 festgeschriebenen Nachhaltigkeitsziele, den sogenannten Sustainable Development Goals (SDGs), zu erreichen, sind alle relevanten Akteurinnen und Akteure - die Politik, die Wirtschaft sowie jede und jeder Einzelne - gefragt. Eine nachhaltige Entwicklung, die zugleich Umweltschonung, stabile wirtschaftliche und gesellschaftliche Entwicklung sowie soziale Gerechtigkeit berücksichtigt, beruht damit auf der Kompetenz oder auch der "Literacy" der Einzelnen, für sich und im Kollektiv nachhaltiges Handeln auszuüben und im gegenseitigen Miteinander fördern zu können. Doch welche Fähigkeiten sind notwendig, um nachhaltig Handeln zu können? Welche Fähigkeiten brauchen insbesondere Konsumentinnen und Konsumenten, um ihre Produktions- und Konsummuster nachhaltiger (mit-)gestalten zu können? Antworten darauf liefert die "Literacy für nachhaltigen Konsum", die in dem vorliegenden Diskussionspapier entwickelt und vorgestellt wird.

Description: Die Wirtschaftsleistung von Deutschland ist durch die Corona-Pandemie stark beeinträchtigt. Um die Wirtschaft zu beleben, einigten sich die Regierungsparteien am 3. Juni 2020 in ihrem Koalitionsausschuss auf ein "Konjunktur- und Krisenbewältigungspaket" sowie ein "Zukunftspaket" in Höhe von insgesamt 130 Milliarden Euro. Für 2020 und 2021 sind fast 60 Maßnahmen vorgesehen, die von steuerlichen Vergünstigungen bei der Mehrwertsteuer bis hin zu konkreten Investitionen in Zukunftstechnologien reichen. Mit Blick auf den Klimaschutz beinhaltet das Maßnahmenpaket der Großen Koalition zwar gute Ansätze und viele wichtige Impulse, die allerdings zu verpuffen drohen, wenn sie nicht durch eine konsequente und nachhaltig ausgerichtete Klimapolitik flankiert werden. Zudem fehlen für den Klimaschutz wichtige Bereiche, wie Investitionen in die Kreislaufwirtschaft. Außerdem werden Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz nur unzureichend berücksichtigt. Gerade in diesen Bereichen hätten sich konjunkturbelebende Effekte und Klimaschutz in idealer Form ergänzen können, kritisiert das Wuppertal Institut. Dieses Diskussionspapier reagiert auf die vorliegenden Vorschläge und fasst zusammen, welche Maßnahmen im Rahmen der jetzt anstehenden Umsetzungsphase nachgebessert werden sollten und wo Ergänzungen notwendig sind.

Description: Durch den "European Green Deal" und den "Circular Economy Action Plan" der Europäischen Union (EU) hat die EU-Produktpolitik 2019 und 2020 neue Impulse erhalten. In beiden Strategiepapieren der Europäischen Kommission wird ein elektronischer bzw. digitaler Produktpass als wesentliches Instrument für eine klimaschonende und ressourceneffiziente Wirtschaft genannt. Dieser soll unter anderem Informationen über Herkunft, Zusammensetzung, Reparatur- und Demontagemöglichkeiten eines Produktes sowie über die Handhabung am Ende seiner Lebensdauer liefern. Auch auf nationaler Ebene wird das Thema "digitaler Produktpass" diskutiert und insbesondere in der Umweltpolitischen Digitalagenda des Bundesumweltministeriums als zentrale Maßnahme genannt. Auch wenn das Thema derzeit stärker in den Mittelpunkt rückt, ist ein breit anwendbarer digitaler Produktpass in der Praxis bislang nicht etabliert. Erste Teilansätze bestehen, die allerdings bislang oftmals nicht durch verpflichtende Standarddatensätze oder zentrale Datenbanken institutionalisiert sind. Entsprechend sind auf politischer Ebene auch noch keine konkreten und umfassenden Konzepte vorhanden, wie ein solcher umfassender Produktpass in Zukunft ausgestaltet und implementiert werden soll. An diesem Punkt setzt diese Kurzstudie an. Sie greift hierbei auch Erfahrungen aus bestehenden Projekten und Initiativen auf, bei denen bereits Erkenntnisse hinsichtlich der (Teil-)Umsetzung von unterschiedlichen Konzepten rund um das Thema Produktpass gewonnen werden konnten. Diese Kurzstudie hat entsprechend das Ziel, den aktuellen Diskussionsstand zum Thema "digitaler Produktpass" kompakt darzustellen und Handlungsoptionen für eine mögliche Umsetzung zu skizzieren. Dabei hat sie nicht den Anspruch und die Möglichkeit ein umfassendes Konzept zu erarbeiten, sondern soll erste Ansätze und Optionen vermitteln, um weitere Diskussionen und Forschungsansätze anzuregen. Insbesondere soll die Kurzstudie Impulse für anschließende Initiativen auf nationaler und europäischer Ebene liefern.

Description: Der hier vorliegende Zukunftsimpuls soll den Grundgedanken der Transformativen Innovationen und ihre Notwendigkeit beschreiben sowie erste Kandidaten für solche Transformativen Innovationen aus diversen Arbeitsbereichen des Wuppertal Instituts vorstellen. Er dient vor allem als Einladung, gemeinsam mit dem Wuppertal Institut über solche Innovationen zu diskutieren, die irgendwo zwischen den großen Utopien und kleinen Nischenaktivitäten liegen. Denn es braucht nicht immer den ganz großen Wurf, um Veränderungen in Gang zu setzen.

Description: Im Zeitalter der Machine Economy ist der maschinelle Dialog allgegenwärtig - das bietet neue Chancen für Nachhaltigkeit, erhöht gleichzeitig aber durch die zugrundeliegenden Technologien auch den Druck auf unsere Umwelt. Internet of Things (IoT), Künstliche Intelligenz (KI) und Distributed Ledger Technology (DLT) sind das technologische Fundament der Machine Economy. Damit verbunden sind Infrastrukturen, Datenströme und Anwendungen, die hohe Energie- sowie Ressourcenaufwände erzeugen. Der derzeitige politische Diskurs sowie die Nachhaltigkeitsforschung fokussieren sich auf Umweltwirkungen durch digitale Infrastrukturen. Daten, Applikationen sowie die Rolle von Akteuren als Treiber der Umweltwirkung werden zu wenig beleuchtet. In diesem Papier sprechen sich die Autorinnen und Autoren für eine "Grüne Governance der Machine Economy" aus. Adressiert werden Annahmen zu systemübergreifenden Treibern von Umweltbelastungen und ihrer Wirkung. Ziel ist es, ein Gesamtsystem nachhaltiger Entscheidungen und ein ökologisches Zusammenspiel aller beteiligten Technologien in der Wertschöpfung zu ermöglichen. Zukünftige Forschung soll die hier vorgestellten Hypothesen weiter ausarbeiten und konkrete Handlungsoptionen für eine Stakeholder übergreifende Roadmap erarbeiten.

Description: Immer mehr Unternehmen verkünden, klimaneutral sein zu wollen und zahlreiche Firmen bieten bereits klimaneutrale Produkte oder Dienstleistungen an: Von der klimaneutralen Paketzustellung bis zur Flugreise. Doch was bedeuten die Neutralitätsziele der Unternehmen genau? Ist das gesetzte Ziel ambitioniert? Und welche Rolle spielt Offsetting, also der Ankauf von Klimaschutzzertifikaten und deren Anrechnung auf das eigene Klimaschutzziel? Die hinter den verkündeten Zielen stehenden Ansätze sind häufig nur schwer nachvollziehbar. Vor diesem Hintergrund gibt der vorliegende Zukunftsimpuls zehn Empfehlungen für die Festlegung und Umsetzung von Neutralitätszielen. Die Autorinnen und Autoren sprechen sich dabei unter anderem für die Nutzung einer robusten Datenbasis als Grundlage für Neutralitätsziele aus, betonen die Bedeutung einer transparenten Kommunikation und zeigen auf, welche Rolle Offsetting spielen sollte. So sollten angekaufte Klimaschutz-Zertifikate einen möglichst begrenzten Beitrag zur Zielerfüllung leisen und ausschließlich zum Ausgleich von Emissionen genutzt werden, die nicht reduziert oder vermieden werden können. Insgesamt sollten Neutralitätsziele nicht zum alleinigen Kriterium für ambitionierten Klimaschutz von Unternehmen gemacht werden, sie stellen vielmehr ein Baustein einer weitaus umfassenderen unternehmerischen Klimaschutzstrategie dar.

Description: Mit der Blockchain - und allgemein mit Distributed-Ledger-Technologien (DLT) - werden große Erwartungen verknüpft, die Prozesse der digitalen Welt des 21. Jahrhunderts neu zu organisieren, effizienter zu gestalten und bislang ungekannte Möglichkeiten für Transaktionen zwischen Beteiligten in Wirtschaft, Gesellschaft und Verwaltung zu ermöglichen. Diese Chancen müssen genutzt werden. Gleichzeitig ist mit der Blockchain-Technologie wie mit allen anderen digitalen Lösungen die Herausforderung verbunden, die Technologien, Anwendungen und zugrundeliegenden Infrastrukturen nachhaltig zu gestalten und an Energieeffizienz, Klimaschutz und Ressourcenschonung auszurichten. Handlungsbedarf besteht auch bei Blockchain-Anwendungen. Der Energieverbrauch des derzeit größten Blockchain-Netzwerks Bitcoin wird auf bis über 130 TWh/Jahr abgeschätzt, womit eine Größenordnung in Höhe des gesamten Jahresstrombedarfs von Ländern wie Argentinien erreicht würde. Blockchain-Anwendungen sind somit schon heute umweltpolitisch relevante Einflussgrößen und die zu erwartende Wachstumsdynamik erhöht den Handlungsdruck. Es ist das Ziel dieser Kurzstudie, geeignete Nachhaltigkeitskriterien zur Bewertung der Energieverbräuche und Umweltwirkungen von Blockchain-Anwendungen zu identifizieren sowie ein erstes Konzept für deren Implementierung bei der Umsetzung und Vergabe staatlich geförderter oder initiierter Projekte vorzuschlagen.

Description: Ernährung ist einer der wichtigen Bereiche für die große Transformation. Doch wie kann eine Umstellung auf ein nachhaltiges Ernährungssystem gelingen? Der vorliegende Zukunftsimpuls setzt sich mit dieser Frage auseinander - basierend auf über zehn Jahren Forschung zu nachhaltiger Ernährung am Wuppertal Institut. Einen Schwerpunkt setzt das Papier auf die Außer-Haus-Gastronomie, denn bereits kleine Umstellungen - etwa in der Zutatenauswahl - haben hier große Wirkung. Mit geeigneten Rahmenbedingungen kann die Außer-Haus-Gastronomie den Konsumierenden als leicht zugänglicher Erlebnisort für nachhaltigere Ernährung dienen und gleichzeitig Landwirtinnen und Landwirten ein zuverlässiger Abnehmer für biodiversitätsschonende und klimafreundliche Lebensmittel sein. Doch für eine Transformation des Ernährungssystems sind auch andere Akteure gefragt: Der Zukunftsimpuls adressiert Politik, (Land-)Wirtschaft, Wissenschaft und jeden und jede Einzelne - denn die Transformation des Ernährungssystems ist eine gesamtgesellschaftliche Aufgabe.

Description: Das vorliegende Papier zeigt, welche Weichen die Politik stellen muss, um den Gebäudebestand bis 2045 klimaneutral zu machen. Im Fokus stehen höhere Effizienzanforderungen für Bestands- und Neubauten, ein schnellerer Ausstieg aus Gas- und Ölheizungen, gleichzeitig aber auch höhere Anreize und bessere Unterstützung für Gebäudebesitzende sowie warmmietenneutrale Sanierungen, um Mietende vor einer Überlastung zu schützen. Dabei müssen bestehende Gebäude so renoviert werden, dass sie ähnlich wie Neubauten kaum noch Energie verbrauchen. Gleichzeitig müssen Heizenergie und Stromversorgung komplett auf erneuerbare Energien umgestellt werden. Zudem muss durch intelligentere Nutzungskonzepte der Anstieg der Gebäudeflächen gebremst werden. Die kommende Legislaturperiode ist somit entscheidend, damit Klimaneutralität im Gebäudesektor bis spätestens 2045 erreicht werden kann. Dieser Zukunftsimpuls schlägt daher ein 14 Maßnahmen umfassendes und konsistentes Politikpaket vor. Neben den oben genannten Maßnahmen des Förderns und Forderns gehören dazu insbesondere klare Vorgaben für eine bessere energetische Sanierung und ein deutliches Ziel für den Ausstieg aus fossilen Gas- und Ölheizungen, die allen Beteiligten Sicherheit geben. Individuelle Sanierungsfahrpläne für alle heute noch nicht effizienten Gebäude bis spätestens 2028 und kommunale Wärmepläne helfen den Gebäudebesitzenden bei der technischen Entwicklung ihrer Gebäude und der Investitionsplanung. Häufig sind es die nicht-monetären Hemmnisse, die maßgeblich für die geringe Sanierungsrate sind. One-Stop-Shops verringern die Hemmschwelle Maßnahmen umzusetzen. Darüber hinaus wirkt Quartiersmanagement unterstützend und hilft Kräfte zu bündeln.

Description: Eine erfolgreiche Energiewende setzt nicht nur Innovationen voraus, sondern erfordert auch eine aktive Exnovation der fossilen Energieerzeugung. Die vorliegende Masterarbeit zielt deshalb darauf ab, Herausforderungen und Ansatzpunkte für eine Verständigung zwischen Gewerkschaften und Umweltverbänden zur der Zukunft Kohleenergie zu untersuchen. Leitend sind zwei Fragen: Erstens und empirisch: Welche Argumente vertreten Umweltverbände und Gewerkschaften hinsichtlich eines Kohleausstiegs? Zweitens und verbunden mit der gewählten theoretischen Perspektive der Sozialen Ökologie: Welche Bezogenheiten und Trennungen werden zwischen den jeweiligen Verständnissen von Natur, Gesellschaft und Ökonomie in den Argumenten der Akteure sichtbar? Dafür wurde im theoretischen Teil der Arbeit eine sozial-ökologische Perspektive auf die energetische Kohlenutzung und das sogenannte Jobs versus Environment Dilemma erarbeitet. Im empirischen Teil werden mittels einer qualitativen Inhaltsanalyse über 100 Veröffentlichungen verschiedener Gewerkschaften und Umweltverbände aus dem Zeitraum von Ende 2014 (erster politischer Vorstoß zur Reduzierung der Kohleverstromung) bis Anfang 2019 (Ende der Kommission "Wachstum, Strukturwandel und Beschäftigung") ausgewertet. Als Ergebnis legt die Arbeit die Argumente der Akteure vergleichend dar, zeigt auf, wie sich diese im Verlauf des Untersuchungszeitraums verändern und welche Gemeinsamkeiten und Unterschiede, Annäherungen und Distanzierungen zwischen den einzelnen Akteuren und Akteursgruppen bestehen. Darauf aufbauend wird der Umgang der Akteure mit dem Jobs versus Environment Dilemma aus der Perspektive der Sozialen Ökologie diskutiert und verglichen. Die Erkenntnisse der Forschungsarbeit legen nahe, dass der gewerkschaftliche Ansatz von Just Transition bzw. "gerechtem" Strukturwandel mit Klima- und Umweltgerechtigkeitskonzepten verknüpft werden muss, um einen umfassenden inter- und intragenerationellen Gerechtigkeitsanspruch zu erfüllen. Damit der Kohleausstieg und weitere Exnovationsprozesse als sozial-ökologische Transformation gestaltet werden können, ist es notwendig, sowohl die aktuelle ökonomische Abhängigkeit von Arbeitenden in betroffenen Branchen zu verstehen als auch den Klimawandel nicht nur als ökologische, sondern auch als soziale und ökonomische Frage anzuerkennen.

Description: Angesichts des fortschreitenden Klimawandels ist eine Abkehr von der Nutzung fossiler Brennstoffe unausweichlich. Dies spiegelt sich nicht zuletzt auch in der politischen Entscheidung zum Ausstieg aus der Kohleverstromung in Deutschland wider, welche neben ökologischen Auswirkungen auch soziale und wirtschaftliche Effekte auf die Gesellschaft im Rahmen des Strukturwandels hat. Begleitet wird dieser Wandel von einer politischen und wirtschaftlichen Debatte, welche bisher in der Literatur noch nicht systematisch analysiert wurde. Folglich ist das erste Ziel der vorliegenden Masterarbeit die Analyse des politischen und wirtschaftlichen Diskurses relevanter Akteure zum deutschen Kohleausstieg. Die Analyse bezieht sich auf zwei ausgewählte Braunkohlereviere: das Rheinische und Lausitzer Revier. Das zweite Ziel der Masterthesis ist es zwei wirtschaftlich vermutlich stark vom Kohleausstieg betroffene Akteure der Region zu analysieren: Die Energieversorger RWE (Rheinisches Revier) sowie LEAG (Lausitzer Revier). Hierfür wurde untersucht, welche potenziellen Auswirkungen die Unternehmensstruktur und -strategie der Energieversorger der Reviere auf den Diskurs und folglich den Strukturwandel haben. Mittels einer Literaturrecherche wurde zunächst ein Überblick über die Entwicklung und Gründe des Kohleausstiegs in Deutschland sowie dessen Auswirkungen auf den Strukturwandel gegeben. Zudem wurden Unternehmensprofile zu RWE und LEAG mit einem Fokus auf Unternehmensstruktur sowie -strategie erstellt. Es folgte eine Analyse des politischen und wirtschaftlichen Diskurses mittels der Discourse Network Analysis, welcher als ein mixed-method Ansatz die Kombination einer qualitative Inhaltsanalyse mit einer quantitativen Netzwerkanalyse ermöglicht. Hiermit konnte zum einen analysiert werden, welche Themen Bestandteil der jeweiligen regionalen Diskurse sind und zum anderen welche inhaltlichen Positionen die Energieversorger im Diskurs einnehmen. Zudem konnte ausgewertet werden, mit welchen Akteuren die Energieversorger ähnliche sowie konkurrierende Haltungen gegenüber Diskursinhalten aufweisen. Anschließend wurden die Ergebnisse anhand der Erkenntnisse aus der Literaturrecherche zu regionalen soziökonomischen Gegebenheiten der Reviere sowie der jeweiligen Unternehmensstruktur und -strategie in Kontext gesetzt und bewertet. Ein zentrales Ergebnis dieser Arbeit ist, dass der Diskurs im Rheinisches Revier grundsätzlich optimistischer gegenüber dem Kohleausstieg sowie Strukturwandel geführt wird als im Lausitzer Revier. Ein weiteres zentrales Ergebnis ist, dass RWE im rheinischen Diskurs sehr aktiv ist, im Mittelpunkt der Diskurskoalitionen steht und eine positive Haltung gegenüber den für den Kohleausstieg relevanten Themen einnimmt. Auffällig ist hierbei die besonders hohe diskursive Schnittmenge zwischen RWE und den Grünen NRW. LEAG hingegen befindet sich im Lausitzer Diskurs in einer Braunkohle befürwortenden Koalition und verhält sich allgemein weniger proaktiv zu Themen, die den regionalen Strukturwandel fördern könnten; dem Kohleausstieg steht LEAG generell negativer gegenüber. Der kausale Zusammenhang zwischen der Unternehmensstruktur und -strategie sowie den Auswirkungen auf den jeweiligen regionalen Diskurs konnte mit der vorliegenden Methode nicht vollständig geklärt werden. Allerdings konnte mittels der Discourse Network Analysis die Rolle von RWE und LEAG im Kontext der jeweiligen Diskurse zum Kohleausstieg in Deutschland erstmals systematisch analysiert werden und schlussendlich zu einem besseren Verständnis der politischen Auseinandersetzung rund um den Kohleausstieg auf regionaler Ebene beitragen.

Description: © The Author(s), 2021. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License. The definitive version was published in Brandt, P. D., Sturzenegger Varvayanis, S., Baas, T., Bolgioni, A. F., Alder, J., Petrie, K. A., Dominguez, I., Brown, A. M., Stayart, C. A., Singh, H., Van Wart, A., Chow, C. S., Mathur, A., Schreiber, B. M., Fruman, D. A., Bowden, B., Wiesen, C. A., Golightly, Y. M., Holmquist, C. E., Arneman, D., Hall, J. D., Hyman, L. E., Gould, K. L., Chalkley, R., Brennwald, P. J., Layton, R. L. A cross-institutional analysis of the effects of broadening trainee professional development on research productivity. Plos Biology, 19(7), (2021): e3000956, https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000956.

Description: PhD-trained scientists are essential contributors to the workforce in diverse employment sectors that include academia, industry, government, and nonprofit organizations. Hence, best practices for training the future biomedical workforce are of national concern. Complementing coursework and laboratory research training, many institutions now offer professional training that enables career exploration and develops a broad set of skills critical to various career paths. The National Institutes of Health (NIH) funded academic institutions to design innovative programming to enable this professional development through a mechanism known as Broadening Experiences in Scientific Training (BEST). Programming at the NIH BEST awardee institutions included career panels, skill-building workshops, job search workshops, site visits, and internships. Because doctoral training is lengthy and requires focused attention on dissertation research, an initial concern was that students participating in additional complementary training activities might exhibit an increased time to degree or diminished research productivity. Metrics were analyzed from 10 NIH BEST awardee institutions to address this concern, using time to degree and publication records as measures of efficiency and productivity. Comparing doctoral students who participated to those who did not, results revealed that across these diverse academic institutions, there were no differences in time to degree or manuscript output. Our findings support the policy that doctoral students should participate in career and professional development opportunities that are intended to prepare them for a variety of diverse and important careers in the workforce.

Description: Funding sources included the Common Fund NIH Director’s Biomedical Research Workforce Innovation Broadening Experiences in Scientific Training (BEST) Award. The following institutional NIH BEST awards (alphabetical by institution) included: DP7OD020322 (Boston University; AFB, ID, BMS, LEH); DP7OD020316 (University of Chicago; CAS); DP7OD018425 (Cornell University; SSV); DP7OD018428 (Virginia Polytechnic Institute; AVW, BB); DP7OD020314 (Rutgers University; JA); DP7OD020315 (University of Rochester; TB); DP7OD018423 (Vanderbilt University; KAP, AMB, KLG, RC); DP7OD020321 (University of California, Irvine; HS, DAF); DP7OD020317 (University of North Carolina, Chapel Hill; PDB, PJB, RLL); DP7 OD018427 (Wayne State University; CSC, AM). National Institutes of Health (NIH) General Medical Sciences - Science of Science Policy Approach to Analyzing and Innovating the Biomedical Research Enterprise (SCISIPBIO) Award (GM-19-011) - 1R01GM140282-01 (University of North Carolina at Chapel Hill; RLL, PDB, PJB).

Description: © The Author(s), 2021. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License. The definitive version was published in Ashjian, C. J., Okkonen, S. R., Campbell, R. G., & Alatalo, P. Lingering Chukchi Sea sea ice and Chukchi Sea mean winds influence population age structure of euphausiids (krill) found in the bowhead whale feeding hotspot near Pt. Barrow, Alaska. Plos One, 16(7), (2021): e0254418, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0254418.

Description: Interannual variability in euphausiid (krill) abundance and population structure and associations of those measures with environmental drivers were investigated in an 11-year study conducted in late August–early September 2005–2015 in offshelf waters (bottom depth 〉 40 m) in Barrow Canyon and the Beaufort Sea just downstream of Distributed Biological Observatory site 5 (DBO5) near Pt. Barrow, Alaska. Statistically-significant positive correlations were observed among krill population structure (proportion of juveniles and adults), the volume of Late Season Melt Water (LMW), and late-spring Chukchi Sea sea ice extent. High proportions of juvenile and adult krill were seen in years with larger volumes of LMW and greater spring sea ice extents (2006, 2009, 2012–2014) while the converse, high proportions of furcilia, were seen in years with smaller volumes of LMW and lower spring sea ice extent (2005, 2007, 2010, 2011, 2015). These different life stage, sea ice and water mass regimes represent integrated advective responses to mean fall and/or spring Chukchi Sea winds, driven by prevailing atmospheric pressure distributions in the two sets of years. In years with high proportions of juveniles and adults, late-spring and preceding-fall winds were weak and variable while in years with high proportions of furcilia, late-spring and preceding-fall winds were strong, easterly and consistent. The interaction of krill life history with yearly differences in the northward transports of krill and water masses along with sea ice retreat determines the population structure of late-summer krill populations in the DBO5 region near Pt. Barrow. Years with higher proportions of mature krill may provide larger prey to the Pt. Barrow area bowhead whale prey hotspot. The characteristics of prey near Pt. Barrow is dependent on krill abundance and size, large-scale environmental forcing, and interannual variability in recruitment success of krill in the Bering Sea.

Description: This research was supported by the National Science Foundation through grants PLR-1023331 (CJA), OPP-0436131 (CJA), PLR-1022139 (RGC), OPP-0436110 (RGC), PLR-1023446 (SRO), and OPP-043166 (SRO), the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) under cooperative agreement NA08OAR4320751 with the University of Alaska (SRO) and cooperative agreements NA17RJ1223 and NA09OAR4320129 with the Woods Hole Oceanographic Institution (CJA), the Bureau of Ocean Energy Management through Interagency Agreement 0106RU39923/M08PG20021 between the National Marine Fisheries Service and MMS/BOEM (CJA, RGC, SRO) and through the National Oceanographic Partnership Program award number N00014-08-1-0311 from the Office of Naval Research to the Woods Hole Oceanographic Institution (CJA, SRO, RGC). Additional support was provided by the Coastal Marine Institute at the University of Alaska (SRO, RGC) and the James M. and Ruth P. Clark Arctic Research Initiative Fund at the Woods Hole Oceanographic Institution (CJA). The participation of the K-12 teachers was supported by the National Science Foundation through the ARMADA program at the University of Rhode Island (2005, 2006) and through the POLARTrec program at the Arctic Research Consortium of the United States (2012).

Description: © The Author(s), 2020. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License. The definitive version was published in Andruszkiewicz, E. A., Yamahara, K. M., Closek, C. J., & Boehm, A. B. Quantitative PCR assays to detect whales, rockfish, and common murre environmental DNA in marine water samples of the Northeastern Pacific. Plos One, 15(12), (2020): e0242689, doi:10.1371/journal.pone.0242689.

Description: Monitoring aquatic species by identification of environmental DNA (eDNA) is becoming more common. To obtain quantitative eDNA datasets for individual species, organism-specific quantitative PCR (qPCR) assays are required. Here, we present detailed methodology of qPCR assay design and testing, including in silico, in vitro, and in vivo testing, and comment on the challenges associated with assay design and performance. We use the presented methodology to design assays for three important marine organisms common in the California Current Ecosystem (CCE): humpback whale (Megaptera novaeangliae), shortbelly rockfish (Sebastes jordani), and common murre (Uria aalge). All three assays have excellent sensitivity and high efficiencies ranging from 92% to 99%. However, specificities of the assays varied from species-specific in the case of common murre, genus-specific for the shortbelly rockfish assay, and broadly whale-specific for the humpback whale assay, which cross-amplified with other two other whale species, including one in a different family. All assays detected their associated targets in complex environmental water samples.

Description: This work is a contribution to the Marine Biodiversity Observation Network (MBON). The MBON project was supported by NASA grant NNX14AP62A ‘National Marine Sanctuaries as Sentinel Sites for a Demonstration Marine Biodiversity Observation Network (MBON)’ funded under the National Ocean Partnership Program (NOPP RFP NOAA-NOS-IOOS-2014-2003803 in partnership between NOAA, BOEM, and NASA), and the U.S. Integrated Ocean Observing System (IOOS) Program Office.

Description: © The Author(s), 2020. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License. The definitive version was published in Shiotani, T., Mino, S., Sato, W., Nishikawa, S., Yonezawa, M., Sievert, S. M., & Sawabe, T. Nitrosophilus alvini gen. nov., sp. nov., a hydrogen-oxidizing chemolithoautotroph isolated from a deep-sea hydrothermal vent in the East Pacific Rise, inferred by a genome-based taxonomy of the phylum "Campylobacterota". Plos One, 15(12), (2020): e0241366, doi:10.1371/journal.pone.0241366.

Description: A novel bacterium, strain EPR55-1T, was isolated from a deep-sea hydrothermal vent on the East Pacific Rise. The cells were motile rods. Growth was observed at temperatures between 50 and 60°C (optimum, 60°C), at pH values between 5.4 and 8.6 (optimum, pH 6.6) and in the presence of 2.4–3.2% (w/v) NaCl (optimum, 2.4%). The isolate used molecular hydrogen as its sole electron donor, carbon dioxide as its sole carbon source, ammonium as its sole nitrogen source, and thiosulfate, sulfite (0.01 to 0.001%, w/v) or elemental sulfur as its sole sulfur source. Nitrate, nitrous oxide (33%, v/v), thiosulfate, molecular oxygen (0.1%, v/v) or elemental sulfur could serve as the sole electron acceptor to support growth. Phylogenetic analyses based on both 16S rRNA gene sequences and whole genome sequences indicated that strain EPR55-1T belonged to the family Nitratiruptoraceae of the class “Campylobacteria”, but it had the distinct phylogenetic relationship with the genus Nitratiruptor. On the basis of the physiological and molecular characteristics of the isolate, the name Nitrosophilus alvini gen. nov. sp. nov. is proposed, with EPR55-1T as the type strain (= JCM 32893T = KCTC 15925T). In addition, it is shown that “Nitratiruptor labii” should be transferred to the genus Nitrtosophilus; the name Nitrosophilus labii comb. nov. (JCM 34002T = DSM 111345T) is proposed for this organism. Furthermore, 16S rRNA gene-based and genome-based analyses showed that Cetia pacifica is phylogenetically associated with Caminibacter species. We therefore propose the reclassification of Cetia pacifica as Caminibacter pacificus comb. nov. (DSM 27783T = JCM 19563T). Additionally, AAI thresholds for genus classification and the reclassification of subordinate taxa within “Campylobacteria” are also evaluated, based on the analyses using publicly available genomes of all the campylobacterial species.

Description: This study was partially supported by the JSPS KAKENHI (No. 12J03037 and No. 15H05991), the Takahashi Industrial and Economic Research Foundation, and US National Science Foundation grant OCE-1559198 and the WHOI Investment in Science Fund to S.M.S. The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.

Description: © The Author(s), 2021. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License. The definitive version was published in Fire, S. E., Bogomolni, A., DiGiovanni, R. A., Jr., Early, G., Leighfield, T. A., Matassa, K., Miller, G. A., Moore, K. M. T., Moore, M., Niemeyer, M., Pugliares, K., Wang, Z., & Wenzel, F. W. An assessment of temporal, spatial and taxonomic trends in harmful algal toxin exposure in stranded marine mammals from the US New England coast. Plos One, 16(1),(2021): e0243570, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0243570.

Description: Despite a long-documented history of severe harmful algal blooms (HABs) in New England coastal waters, corresponding HAB-associated marine mammal mortality events in this region are far less frequent or severe relative to other regions where HABs are common. This long-term survey of the HAB toxins saxitoxin (STX) and domoic acid (DA) demonstrates significant and widespread exposure of these toxins in New England marine mammals, across multiple geographic, temporal and taxonomic groups. Overall, 19% of the 458 animals tested positive for one or more toxins, with 15% and 7% testing positive for STX and DA, respectively. 74% of the 23 different species analyzed demonstrated evidence of toxin exposure. STX was most prevalent in Maine coastal waters, most frequently detected in common dolphins (Delphinus delphis), and most often detected during July and October. DA was most prevalent in animals sampled in offshore locations and in bycaught animals, and most frequently detected in mysticetes, with humpback whales (Megaptera novaeangliae) testing positive at the highest rates. Feces and urine appeared to be the sample matrices most useful for determining the presence of toxins in an exposed animal, with feces samples having the highest concentrations of STX or DA. No relationship was found between the bloom season of toxin-producing phytoplankton and toxin detection rates, however STX was more likely to be present in July and October. No relationship between marine mammal dietary preference and frequency of toxin detection was observed. These findings are an important part of a framework for assessing future marine mammal morbidity and mortality events, as well as monitoring ecosystem health using marine mammals as sentinel organisms for predicting coastal ocean changes.

Description: S.F. - NOAA John H. Prescott Marine Mammal Rescue Assistance Grant Program #NA16NMF4390151 S.F. - NOAA John H. Prescott Marine Mammal Rescue Assistance Grant Program #NA17NMF4390082 S.F. - Florida Tech Department of Biological Sciences S.F. - Florida Tech John H. Evans Library Open Access Subvention Fund. The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.

Description: © The Author(s), 2021. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License. The definitive version was published in Leray, M., Wilkins, L. G. E., Apprill, A., Bik, H. M., Clever, F., Connolly, S. R., De Leon, M. E., Duffy, J. E., Ezzat, L., Gignoux-Wolfsohn, S., Herre, E. A., Kaye, J. Z., Kline, D. I., Kueneman, J. G., McCormick, M. K., McMillan, W. O., O’Dea, A., Pereira, T. J., Petersen, J. M., Petticord, D. F., Torchin, M. E., Thurber, R. V., Videvall, E., Wcislo, W. T., Yuen, B., Eisen, J. A. . Natural experiments and long-term monitoring are critical to understand and predict marine host-microbe ecology and evolution. Plos Biology, 19(8), (2021): e3001322, https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001322.

Description: Marine multicellular organisms host a diverse collection of bacteria, archaea, microbial eukaryotes, and viruses that form their microbiome. Such host-associated microbes can significantly influence the host’s physiological capacities; however, the identity and functional role(s) of key members of the microbiome (“core microbiome”) in most marine hosts coexisting in natural settings remain obscure. Also unclear is how dynamic interactions between hosts and the immense standing pool of microbial genetic variation will affect marine ecosystems’ capacity to adjust to environmental changes. Here, we argue that significantly advancing our understanding of how host-associated microbes shape marine hosts’ plastic and adaptive responses to environmental change requires (i) recognizing that individual host–microbe systems do not exist in an ecological or evolutionary vacuum and (ii) expanding the field toward long-term, multidisciplinary research on entire communities of hosts and microbes. Natural experiments, such as time-calibrated geological events associated with well-characterized environmental gradients, provide unique ecological and evolutionary contexts to address this challenge. We focus here particularly on mutualistic interactions between hosts and microbes, but note that many of the same lessons and approaches would apply to other types of interactions.

Description: Financial support for the workshop was provided by grant GBMF5603 (https://doi.org/10.37807/GBMF5603) from the Gordon and Betty Moore Foundation (W.T. Wcislo, J.A. Eisen, co-PIs), and additional funding from the Smithsonian Tropical Research Institute and the Office of the Provost of the Smithsonian Institution (W.T. Wcislo, J.P. Meganigal, and R.C. Fleischer, co-PIs). JP was supported by a WWTF VRG Grant and the ERC Starting Grant 'EvoLucin'. LGEW has received funding from the European Union’s Framework Programme for Research and Innovation Horizon 2020 (2014-2020) under the Marie Sklodowska-Curie Grant Agreement No. 101025649. AO was supported by the Sistema Nacional de Investigadores (SENACYT, Panamá). A. Apprill was supported by NSF award OCE-1938147. D.I. Kline, M. Leray, S.R. Connolly, and M.E. Torchin were supported by a Rohr Family Foundation grant for the Rohr Reef Resilience Project, for which this is contribution #2. This is contribution #85 from the Smithsonian’s MarineGEO and Tennenbaum Marine Observatories Network. T

Description: Städte und Kommunen mussten in den vergangenen Jahren einiges aushalten: eine weltweite Corona-Pandemie, Feuerkatastrophen wie in den USA sowie Hochwasser-Katastrophen wie in Deutschland. Das sind auch Folgen des menschen-gemachten Klimawandels, auf die Städte sich in Zukunft besser vorbereiten müssen. Denn gerade die Hochwasser-Katastrophe im Juli 2021 hat gezeigt, wie wenig Kommunen auf solche Ereignisse eingerichtet sind. Dieses Impulspapier zeigt, wie Städte resilienter, nachhaltiger und zukunftsfähiger werden können.

Description: Any energy efficiency impact evaluation can be done from different analytical perspectives, e.g. the investor/end-user perspective, program administrator perspective or the societal perspective. COMBI applies the "societal perspective", as this is most relevant for policy-making. COMBI draws on a reference scenario until the year 2030 including existing (partially already ambitious) policies. By modelling 21 sets of "energy efficiency improvement" (EEI) actions, a second efficiency scenario was modelled amounting to additional energy savings of around 8% p.a. in 2030, that is comparable to the EUCO+33 to EUCO+35 scenario. This D2.7 quantification report summarises the quantification approaches applied in the COMBI project and main project findings. It therefore draws on other COMBI reports that contain this information in greater detail in order to summarise quantifications. The report is structured in three main sections: 1. The COMBI approach and methods, explaining key methodological approaches both for individual impact quantifications and for the aggregation of impacts 2. Quantification results, giving an overview on main figures of quantified indicators and 3. Insights from cross-impact analysis, which gives a comparison between monetised impacts and presents their use for Cost-Benefit calculations in the COMBI online tool.

Description: Much of the current literature on climate clubs sees mitigation costs creating free rider incentives as the main problem of climate policy. Climate clubs are supposed to solve this problem by creating additional incentives for mitigation. Looking more in detail, one sees that the situation differs from sector to sector. Some industry sectors indeed have substantial cost and competitiveness issues. In others such as electricity and transport, there are costs at micro level but balance for economy and society as a whole is rather positive. International climate policy in general and clubs in particular should therefore be tailored to sectoral specifics.

Description: The COMBI project aimed at quantifying the multiple non-energy benefits of energy efficiency in the EU-28 area and incorporate those multiple impacts into decision-support frameworks for policy-making. Therefore, all multiple impacts of energy efficiency are analysed from an overall societal view in the project. The COMBI policy recommendations resulting from the evaluation outcomes are presented in this report. COMBI draws on a reference scenario until the year 2030 including existing policies. By modelling 21 sets of "energy efficiency improvement" (EEI) actions, a second efficiency scenario was modelled amounting to additional energy savings of around 8% p.a. in 2030, and that is comparable to the EUCO+33 to EUCO+35 scenario. All figures quantified by COMBI relate to additional values, i.e. additional impacts resulting from additional EEI actions beyond the reference scenario as a consequence of additional policies. The project quantified in total 31 individual impact indicators with appropriate state-of-the-art models.

Description: The Wuppertal Institute conducted an impact analysis of the NRW Sustainability Bond #4 of 2018 on behalf of the State Government of North Rhine-Westphalia (NRW). The most recent bond has a volume of EUR 2.025bn, a term of 10 years and consists of 52 eligible projects from the State's 2017 general budget (sustainable value-added was confirmed in a second party opinion by oekom research1). This report analyses the contribution of the bond to climate mitigation, sustainable land use and social impacts. It also includes information on the impacts of the previous three bonds (NRW Sustainability Bond #1 to #3).

Description: Innerhalb des Projekts TFE-NRW bewertete das Wuppertal Institut den Forschungsbedarf für Energiewende-Technologien in Nordrhein-Westfalen. Ziel war es herauszufinden, welche Technologien und Forschungsbereiche im Rahmen der Energieforschung für Nordrhein-Westfalen (NRW) einen besonders hohen Stellenwert in Relation zur Bewertung für Deutschland haben könnten und für die eine besondere Unterstützung innerhalb der Energieforschung gerechtfertigt erscheint. Dabei sollten die speziellen Anforderungen des Bundeslandes berücksichtigt werden. Betrachtet wurden 31 Technologiefelder aus den Bereichen erneuerbare Energien, konventionelle Kraftwerke, Infrastruktur, Technologien für die Sektorenkopplung (Power-to-X, P2X), energie- und ressourceneffiziente Gebäude, Energie- und Ressourceneffizienz in der Industrie und integrative Aspekte, die mithilfe eines Kriterienrasters qualitativ bewertet wurden.

Description: The Wuppertal Institute conducted an impact analysis of the NRW sustainability bond #5 of 2019 on behalf of the State government of North Rhine-Westphalia (NRW). The most recent bond has a volume of EUR 2.25 bn, a term of 15 years and consists of 52 eligible projects from the State's 2018 general budget (sustainable value-added was confirmed in a second party opinion by ISS-oekom). This report analyses the contribution of the bond to climate mitigation, sustainable land use and social impacts. It also includes information on the impacts of the previous four bonds (NRW sustainability bond #1 to #4).

Description: Ziel der vorliegenden Studie ist es, positive Nachhaltigkeitseffekte für die in 2017 emittierte Nachhaltigskeitsanleihe NRW zu bewerten. Die Studie baut dabei auf der Wirkungsanalyse der zweiten Nachhaltigskeitsanleihe NRW auf. Diese Studie war auf die Abschätzung von Treibhausgas-Minderungspotenzialen (THG-Minderungen) fokussiert. Der Fokus der vorliegenden Studie liegt ebenfalls auf der Evaluation der potenziellen THG-Minderung, da deren Bewertung sich derzeit als Standard für eine Wirkungsanalyse solcher Anleihen abzeichnet.

Description: Die Digitalisierung und der demografische Wandel sind Megatrends, die die Energiewende überlagern. Mehr denn je sind daher integrierte Problemlösungskonzepte für die Umsetzung der Energiewende gefragt. Neben den technischen Aspekten sollen diese Lösungen auf die sozio-ökonomischen Charakteristika der einzelnen Regionen und Kommunen eingehen und mögliche Veränderungen durch die Megatrends berücksichtigen. Zielsetzung des Teilprojekts war die Entwicklung eines wirtschaftlich-, ökologisch- und sozial optimalen Wärmeversorgungskonzepts für die Konversionsfläche der ehemaligen Zeche Westerholt in Gelsenkirchen-Herten. Im Fokus stand das Gesamtsystem der Wärmeversorgung, bestehend aus Netz, Speicher und Erzeugung. Angestrebt wurde eine zukunftsfähige Niedertemperaturversorgung (LowEx), welche Technologien der Sektorkopplung und diverse erneuerbare Energiequellen wie Solarthermie, Erdwärme und Abwärmequellen einbinden kann. Dabei wurde eine integrierte Analyse technisch-infrastruktureller sowie sozio-ökonomischer und -kultureller Umsetzungsvoraussetzungen durchgeführt. Neben der interkommunalen Einbindung zeichnete sich das Vorhaben durch ein transdisziplinäres Projektkonsortium aus Kommune, Stadtwerk, Wissenschaft, Technologieentwicklern und Planungsbüros aus.

Description: © The Author(s), 2019. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License. The definitive version was published in Weizman, E. N., Tannenbaum, M., Tarrant, A. M., Hakim, O., & Levy, O. Chromatin dynamics enable transcriptional rhythms in the cnidarian Nematostella vectensis. Plos Genetics, 15(11), (2019): e1008397, doi: 10.1371/journal.pgen.1008397.

Description: In animals, circadian rhythms are driven by oscillations in transcription, translation, and proteasomal degradation of highly conserved genes, resulting in diel cycles in the expression of numerous clock-regulated genes. Transcription is largely regulated through the binding of transcription factors to cis-regulatory elements within accessible regions of the chromatin. Chromatin remodeling is linked to circadian regulation in mammals, but it is unknown whether cycles in chromatin accessibility are a general feature of clock-regulated genes throughout evolution. To assess this, we applied an ATAC-seq approach using Nematostella vectensis, grown under two separate light regimes (light:dark (LD) and constant darkness (DD)). Based on previously identified N. vectensis circadian genes, our results show the coupling of chromatin accessibility and circadian transcription rhythmicity under LD conditions. Out of 180 known circadian genes, we were able to list 139 gene promoters that were highly accessible compared to common promoters. Furthermore, under LD conditions, we identified 259 active enhancers as opposed to 333 active enhancers under DD conditions, with 171 enhancers shared between the two treatments. The development of a highly reproducible ATAC-seq protocol integrated with published RNA-seq and ChIP-seq databases revealed the enrichment of transcription factor binding sites (such as C/EBP, homeobox, and MYB), which have not been previously associated with circadian signaling in cnidarians. These results provide new insight into the regulation of cnidarian circadian machinery. Broadly speaking, this supports the notion that the association between chromatin remodeling and circadian regulation arose early in animal evolution as reflected in this non-bilaterian lineage.

Description: The research leading for this paper was funded by the Moore Foundation (https://www.moore.org), “Unwinding the Circadian Clock in a Sea Anemone” (Grant #4598) to A.T and O.L. The founders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.

Description: © The Author(s), 2019. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License. The definitive version was published in Planes, S., Allemand, D., Agostini, S., Banaigs, B., Boissin, E., Boss, E., Bourdin, G., Bowler, C., Douville, E., Flores, J. M., Forcioli, D., Furla, P., Galand, P. E., Ghiglione, J. F., Gilson, E., Lombard, F., Moulin, C., Pesant, S., Poulain, J., Reynaud, S., Romac, S., Sullivan, M. B., Sunagawa, S., Thomas, O. P., Trouble, R., de Vargas, C., Thurber, R. V., Voolstra, C. R., Wincker, P., Zoccola, D., the Tara Pacific Consortium. The Tara Pacific expedition-A pan-ecosystemic approach of the "-omics" complexity of coral reef holobionts across the Pacific Ocean. Plos Biology, 17(9),(2019): e3000483, doi: 10.1371/journal.pbio.3000483.

Description: Coral reefs are the most diverse habitats in the marine realm. Their productivity, structural complexity, and biodiversity critically depend on ecosystem services provided by corals that are threatened because of climate change effects—in particular, ocean warming and acidification. The coral holobiont is composed of the coral animal host, endosymbiotic dinoflagellates, associated viruses, bacteria, and other microeukaryotes. In particular, the mandatory photosymbiosis with microalgae of the family Symbiodiniaceae and its consequences on the evolution, physiology, and stress resilience of the coral holobiont have yet to be fully elucidated. The functioning of the holobiont as a whole is largely unknown, although bacteria and viruses are presumed to play roles in metabolic interactions, immunity, and stress tolerance. In the context of climate change and anthropogenic threats on coral reef ecosystems, the Tara Pacific project aims to provide a baseline of the “-omics” complexity of the coral holobiont and its ecosystem across the Pacific Ocean and for various oceanographically distinct defined areas. Inspired by the previous Tara Oceans expeditions, the Tara Pacific expedition (2016–2018) has applied a pan-ecosystemic approach on coral reefs throughout the Pacific Ocean, drawing an east–west transect from Panama to Papua New Guinea and a south–north transect from Australia to Japan, sampling corals throughout 32 island systems with local replicates. Tara Pacific has developed and applied state-of-the-art technologies in very-high-throughput genetic sequencing and molecular analysis to reveal the entire microbial and chemical diversity as well as functional traits associated with coral holobionts, together with various measures on environmental forcing. This ambitious project aims at revealing a massive amount of novel biodiversity, shedding light on the complex links between genomes, transcriptomes, metabolomes, organisms, and ecosystem functions in coral reefs and providing a reference of the biological state of modern coral reefs in the Anthropocene.

Description: We are keen to thank the commitment of the people and the following institutions for their financial and scientific support that made this singular expedition possible: CNRS, PSL, CSM, EPHE, Genoscope/CEA, Inserm, Université Cote d’Azur, ANR, agnès b., UNESCO-IOC, the Veolia Environment Foundation, Région Bretagne, Serge Ferrari, Billerudkorsnas, Amerisource Bergen Company, Lorient Agglomeration, Oceans by Disney, the Prince Albert II de Monaco Foundation, L’Oréal, Biotherm, France Collectivités, Kankyo Station, Fonds Français pour l’Environnement Mondial (FFEM), Etienne BOURGOIS, and the Tara Ocean Foundation teams and crew. Tara Pacific would not exist without the continuous support of the participating institutes. This study has been conducted using E.U. Copernicus Marine Service Information and Mercator Ocean products. We acknowledged funding from the Investissement d’avenir projects France Génomique (ANR-10-INBS-09) and OCEANOMICS (ANR-11-BTBR-0008). RVT was funded by a Dimensions of Biodiversity NSF grant (#1442306) for this work. SS is supported by the ETH Zurich and Helmut Horten Foundation. FL is supported by Sorbonne Université, Institut Universitaire de France, and the Fondation CA-PCA. Finally, we thank the ANR for funding the project CORALGENE, which will support the work the Tara Pacific program. The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.

Description: © The Author(s), 2020. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License. The definitive version was published in Hopkinson, B. M., King, A. C., Owen, D. P., Johnson-Roberson, M., Long, M. H., & Bhandarkar, S. M. Automated classification of three-dimensional reconstructions of coral reefs using convolutional neural networks. PLoS One, 15(3), (2020): e0230671, doi: 10.1371/journal.pone.0230671.

Description: Coral reefs are biologically diverse and structurally complex ecosystems, which have been severally affected by human actions. Consequently, there is a need for rapid ecological assessment of coral reefs, but current approaches require time consuming manual analysis, either during a dive survey or on images collected during a survey. Reef structural complexity is essential for ecological function but is challenging to measure and often relegated to simple metrics such as rugosity. Recent advances in computer vision and machine learning offer the potential to alleviate some of these limitations. We developed an approach to automatically classify 3D reconstructions of reef sections and assessed the accuracy of this approach. 3D reconstructions of reef sections were generated using commercial Structure-from-Motion software with images extracted from video surveys. To generate a 3D classified map, locations on the 3D reconstruction were mapped back into the original images to extract multiple views of the location. Several approaches were tested to merge information from multiple views of a point into a single classification, all of which used convolutional neural networks to classify or extract features from the images, but differ in the strategy employed for merging information. Approaches to merging information entailed voting, probability averaging, and a learned neural-network layer. All approaches performed similarly achieving overall classification accuracies of ~96% and 〉90% accuracy on most classes. With this high classification accuracy, these approaches are suitable for many ecological applications.

Description: This study was funded by grants from the Alfred P. Sloan Foundation (BMH, BR2014-049; https://sloan.org), and the National Science Foundation (MHL, OCE-1657727; https://www.nsf.gov). The funders had no role in the study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.

Description: © The Author(s), 2020. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License. The definitive version was published inWeber, L., & Apprill, A. Diel, daily, and spatial variation of coral reef seawater microbial communities. PLoS One, 15(3), (2020): e0229442, doi: 10.1371/journal.pone.0229442.

Description: Reef organisms influence microorganisms within the surrounding seawater, yet the spatial and temporal dynamics of seawater microbial communities located in proximity to corals are rarely investigated. To better understand reef seawater microbial community dynamics over time and space, we collected small-volume seawater samples during the day and night over a 72 hour period from three locations that differed in spatial distance from 5 Porites astreoides coral colonies on a shallow reef in St. John, U.S. Virgin Islands: near-coral (sampled 5 cm horizontally from each colony), reef-depth (sampled 2 m above each colony) and surface seawater (sampled 1 m from the seawater surface). At all time points and locations, we quantified abundances of microbial cells, sequenced small subunit rRNA genes of bacterial and archaeal communities, and measured inorganic nutrient concentrations. Prochlorococcus and Synechococcus cells were consistently elevated at night compared to day and these abundances changed over time, corresponding with temperature, nitrite, and silicate concentrations. During the day, bacterial and archaeal alpha diversity was significantly higher in reef-depth and near-coral seawater compared to the surface seawater, signifying that the reef influences the diversity of the seawater microorganisms. At night, alpha diversity decreased across all samples, suggesting that photosynthesis may favor a more taxonomically diverse community. While Prochlorococcus exhibited consistent temporal rhythmicity, additional taxa were enriched in reef seawater at night compared to day or in reef-depth compared to surface seawater based on their normalized sequence counts. There were some significant differences in nutrient concentrations and cell abundances between reef-depth and near-coral seawater but no clear trends. This study demonstrates that temporal variation supersedes small-scale spatial variation in proximity to corals in reef seawater microbial communities. As coral reefs continue to change in benthic composition worldwide, monitoring microbial composition in response to temporal changes and environmental fluctuations will help discern normal variability from longer lasting changes attributed to anthropogenic stressors and global climate change.

Description: This work was supported by a National Science Foundation (NSF; https://www.nsf.gov/) Graduate Research Fellowship award to L.Weber. This research was also supported by NSF award OCE-1536782 to A. Mooney, J. Llopiz, and A. Apprill and NSF award OCE-1736288 to A. Apprill. Additionally, this work was supported by the NOAA Cooperative Institutes award NA19OAR4320074 to A.A. and E. Kujawinski and the Andrew W. Mellon Foundation Endowed Fund for Innovative Research to A.A.

Description: © The Author(s), 2020. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License. The definitive version was published in Keya, J. J., Kudoh, H., Kabir, A. M. R., Inoue, D., Miyamoto, N., Tani, T., Kakugo, A., & Shikinaka, K. Radial alignment of microtubules through tubulin polymerization in an evaporating droplet. Plos One, 15(4), (2020): e0231352, doi:10.1371/journal.pone.0231352.

Description: We report the formation of spherulites from droplets of highly concentrated tubulin solution via nucleation and subsequent polymerization to microtubules (MTs) under water evaporation by heating. Radial alignment of MTs in the spherulites was confirmed by the optical properties of the spherulites observed using polarized optical microscopy and fluorescence microscopy. Temperature and concentration of tubulins were found as important parameters to control the spherulite pattern formation of MTs where evaporation plays a significant role. The alignment of MTs was regulated reversibly by temperature induced polymerization and depolymerization of tubulins. The formation of the MTs patterns was also confirmed at the molecular level from the small angle X-ray measurements. This work provides a simple method for obtaining radially aligned arrays of MTs.

Description: Fund receiver: Akira Kakugo Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Grant Nos. JP24104004 and 18H05423) and a Grant-in-Aid for Scientific Research (A) (Grant No. 18H03673) from kaken. NO - The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript

Description: Große Erzählungen im Engelsjahr 2020 handeln von der Textilindustrie gestern und heute. Die vorliegenden kleinen Erzählungen spielen in anderen textilen Welten und jenseits der großen Fabriken. Von ihnen erzählt Friedrich Engels nicht. Dem Erzählten und Nicht-Erzählten auf der Spur finden wir schließlich heraus, dass auch zu Friedrich Engels selbst in einer bestimmten Weise erzählt - und nicht erzählt wird.

Description: Despite a strong connection between the Paris Agreement and the 2030 Agenda for Sustainable Development, climate change mitigation actions and sustainable development objectives are oftentimes not aligned efficiently, causing conflicts between the objectives. This thesis creates a systematic overview of conflicts of three renewable energy technologies with the Sustainable Development Goals (SDGs) by a literature review in Web of Science. The technologies solar energy, wind energy and hydropower function as examples for climate change mitigation actions. Out of 530 screened articles, 63 demonstrated conflicts. The systematic overview reveals that conflicts are different for each technology, but conflicts in regard to biodiversity loss and the degradation of natural habitats (SDG 15) and inequalities (SDG 10) were frequently identified for all technologies. The results of the systematic overview suggest that the site selection and the decision-making process on the construction of renewable energy projects are crucial stages to avoid conflicts with the SDGs.

Description: Die Emscher-Lippe Region ist seit vielen Jahren von einer intensiven wirtschaftlichen Transformation geprägt. Die fortschreitende De-Industrialisierung bzw. die Neuorientierung der Industrie nach dem Wegfall der Kohle- und Stahlindustrie stellt regionale Entscheidungsträger vor große Herausforderungen, wenn es darum geht, der hohen Arbeitslosenquote zu begegnen, Beschäftigungsquoten zu sichern, mit der prekären Finanzsituation in den kommunalen Haushalten umzugehen und den Wirtschaftsstandort zu stabilisieren und neu aufzustellen. Der Strukturwandel der Region ist mit Schließung der letzten Steinkohle-Zeche Ende 2018 nicht abgeschlossen, sondern geht mit dem Kohleausstieg im Energiesektor in eine zweite Phase. Dies sollte auch als Chance verstanden werden, den Wirtschaftsstandort Emscher-Lippe mit seinen energiereichen Industrien innovativ neu zu gestalten und die Region sowohl energetisch, als auch stofflich von der Nutzung fossiler Träger abzukoppeln. Eine wichtige Säule der regionalen Wirtschaftsförderung besteht darin, strategische Netzwerke und regionale Wertschöpfungsketten zu stärken, um die in der Region ansässigen (mittelständischen) Unternehmen zu unterstützen und den Strukturwandel innerhalb der dominierenden Industrien aus den Bereichen Energieerzeugung und chemischer Industrie zu begleiten. Die vorliegende Studie bereitet auf, welche Bedeutung die Wasserstoffwirtschaft in der Emscher-Lippe Region in diesem Zusammenhang derzeit spielt und zukünftig spielen könnte.

Description: Urbane Räume sehen sich verschiedenen ökologischen, sozialen und ökonomischen Herausforderungen gegenüber, für deren Bewältigung es unter anderem neue bzw. veränderte Handlungs- und Planungsansätze bedarf. Der Klimawandel mit seinen räumlich wirksamen Folgewirkungen ist eine der zentralen ökologischen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Städte sind dabei sowohl Verursacher des Klimawandels als auch Betroffene. Sie sind Wohnort, Heimat, Arbeits- und Produktionsstätte. Durch ihre hohe Bevölkerungsdichte und durch die Agglomeration ökonomischen Kapitals sind Städte aber auch stark durch Extremereignisse wie Starkniederschläge und Hitzeperioden gefährdet. Grüne Infrastrukturen können daher nicht nur eine Strategie sein, um sich gegen die Klimawandelfolgen anzupassen, sondern bieten gleichzeitig das Potenzial für neue Lebensräume, um so das Artensterben zu mindern bzw. zu stoppen. Die vorliegende Konzeptstudie widmet sich der Frage, wie Straßen im Sinne des genannten Zieldreiecks weiterentwickelt und gestaltet werden können, d.h. wie eine Transformation urbaner Quartiersstraßen hin zu "lebenswerten" Stadt- und Straßenräumen erfolgen kann.

Description: Since urban processes need models of possible futures (referred to as travelling concepts) to drive their development, this study investigates whether planned-from-scratch smart city Kashiwa-no-ha International Campus Town Initiative can produce such an image with its smart governance approach, that is combined with an urban living lab. Using geographical governance research in relation to urban development processes as a framework, this master's thesis derives its own definition of the fuzzy concept of smart governance within the smart city vision based on a socio-geographical understanding of space, here referred to as Smart Urban Governance. Additionally, a set of indicators for the operationalisation of Smart Urban Governance is designed and applied to the case study. Methodologically, the thesis pursues a qualitative approach and, in this context, carries out a descriptive and normative governance analysis of Kashiwa-no-ha on the basis of the existing literature and empirical surveys conducted by the author. In summary, the strong role of academia in the urban planning context of community-building in Kashiwa-no-ha is exemplary and has led to a collaborative code of conduct between the traditional actors, mediated by a public-private-academic partnership, as well as to co-innovation between the city, developers, and citizens in form of a public-private-people partnership. Although the flagship project successfully addresses a large number of the Smart Urban Governance indicators defined in this context, there is potential for improvement, for example, in terms of participation, transparency, inclusion, and public spaces. Since Kashiwa-no-ha Smart City is still in an implementation phase until 2030, the thesis concludes with a forecast and a recommendation for action based on a strengths, weaknesses, opportunities, and threats analysis.

Description: Die gestiegene gesellschaftliche Relevanz von Reallaboren für die Gestaltung einer nachhaltigen Zukunft wird durch den vermehrten Einbezug von Reallaborkonzepten in verschiedenen politischen Strategien auf nationaler und internationaler Ebene deutlich. Weniger klar ist bisher, wie Reallabore für eine umweltorientierte Digitalpolitik genutzt werden können. Die vorliegende Kurzstudie "Reallabore als umweltbezogenes Politikinstrument" stellt konzeptionelle Grundlagen für Reallabore als Politikinstrument einer transformativen Umweltpolitik dar und leitet Handlungsempfehlungen für den zielgerichteten und wirkungsvollen Einsatz von Reallaboren im Rahmen einer umweltorientierten Digitalpolitik ab. In der Kurzstudie werden im Sinne der Digitalagenda des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit Reallabore als "Experimentierräume für digitalbasierte sozialökologische Innovationen, in denen digitale Tools, Anwendungen und neue Kooperationsstrukturen entwickelt und modellhaft getestet werden können" verstanden. Es wird erläutert, dass Reallabore auf bewährten Handlungsansätzen aufbauen und im Kontext einer nachhaltigen Digitalpolitik eine geeignete Ergänzung und Weiterentwicklung bisheriger Umweltpolitik darstellen können. Um Reallabore für digital- und umweltpolitischen Ziele besser zu nutzen, werden die drei folgenden Strategien empfohlen: I) Förderprogramm für Reallabore der nachhaltigen Digitalisierung, II) Wissenstransfer für nachhaltigen Wandel in der Digitalisierung und III) Forschung zur digitalen und partizipativen Entwicklung von rechtlichen und planerischen Politikinstrumenten.

Description: Gerechter Strukturwandel ist ein von den Gewerkschaften entwickeltes Konzept, das die Notwendigkeit einer ökologisch und sozial nachhaltigen Dekarbonisierung hervorhebt. Diese Masterarbeit wendet das Konzept auf den Braunkohleausstieg in Deutschland an. Der Erfolg des Übergangs hängt davon ab, ob er als gerecht empfunden wird. Den benachteiligten Gruppen im Strukturwandel muss eine Perspektive gegeben werden, um Akzeptanz für den Strukturwandel zu schaffen. Im Rahmen der Masterarbeit werden politische Maßnahmen für eine Governance des "Gerechten Strukturwandels" entwickelt. Die Arbeit basiert auf einer Fallstudie, die von Mai bis Juli 2019 im rheinischen Braunkohlerevier durchgeführt wurde. Methodisch wurde die Anwendung von semi-strukturierten Interviews gewählt. Insgesamt wurden sechs Expertinnen und Experten-Interviews mit Bürgerinitiativen, Gewerkschaften und Vertreterinnen und Vertreter des Landes Nordrhein-Westfalen ausgewertet. Die Ergebnisse belegen die Notwendigkeit politischer Maßnahmen in verschiedenen Bereichen, zum Beispiel: Während Beschäftigten der etablierten Unternehmen der Braunkohleindustrie der Übergang durch eine Reihe von Politikmaßnahmen erleichtert wird, müssen Beschäftigte in Subunternehmen den Strukturwandel weitestgehend alleine bewältigen. Letztere sind einem hohen Risiko ausgesetzt, aufgrund des Braunkohleausstiegs ihre Arbeitsplätze zu verlieren. Weiterhin zeigten die Befragungen, dass Boden im rheinischen Braunkohlerevier zu einer knappen Ressource werden könnte. Infolge des Braunkohleabbaus in der Region befindet sich ein großer Teil des Bodens im Eigentum des Energieversorgers RWE, der das Land durch bergrechtliche Enteignung erhalten hat. Wenn das Land nicht an die Kommunen zurückgegeben wird, wird eine unabhängige wirtschaftliche Neuausrichtung der Region nach dem Kohleabbau wesentlich erschwert. Aus dem Akteurzentrierten Institutionalismus werden Governance-Ansätze abgeleitet, die Lösungsansätze für diese Problemfelder bieten. Die Masterarbeit zeigt unter anderem, wie eine für die Partizipation notwendige Verteilung von Ressourcen einen Gerechten Strukturwandel befördern kann und warum ein integratives regionales Entwicklungskonzept des Landes NRW einer reinen wirtschaftlichen Förderung der Region vorgezogen werden sollte.

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: © The Author(s), 2020. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License. The definitive version was published in Luborsky, J., Barua, A., Edassery, S., Bahr, J. M., & Edassery, S. L. Inflammasome expression is higher in ovarian tumors than in normal ovary. Plos One, 15(1), (2020): e0227081, doi:10.1371/journal.pone.0227081.

Description: Chronic inflammation fundamentally influences cancer risk and development. A mechanism of chronic inflammation is the formation of inflammasome complexes which results in the sustained secretion of the pro-inflammatory cytokines IL1β and IL18. Inflammasome expression and actions vary among cancers. There is no information on inflammasome expression in ovarian cancer (OvCa). To determine if ovarian tumors express inflammasome components, mRNA and protein expression of NLRP3 (nucleotide-binding domain, leucine-rich repeat family, pyrin domain containing 3), caspase-1, IL1β, and IL18 expression in hen and human OvCa was assessed. Chicken (hen) OvCa a valid model of spontaneous human OvCa. Hens were selected into study groups with or without tumors using ultrasonography; tumors were confirmed by histology, increased cellular proliferation, and expression of immune cell marker mRNA. mRNA expression was higher for hallmarks of inflammasome activity (caspase-1, 5.9x increase, p = 0.04; IL1β, 4x increase, p = 0.04; and IL18, 7.8x increase, p = 0.0003) in hen OvCa compared to normal ovary. NLRP3, caspase-8 and caspase-11 mRNA did not differ significantly between tumor and non-tumor containing ovaries. Similar results occurred for human OvCa. Protein expression by immunohistochemistry paralleled mRNA expression and was qualitatively higher in tumors. Increased protein expression of caspase-1, IL1β, and IL18 occurred in surface epithelium, tumor cells, and immune cells. The aryl hydrocarbon receptor (AHR), a potential tumor suppressor and NLRP3 regulator, was higher in hen (2.4x increase, p = 0.002) and human tumors (1.8x increase, p = 0.038), suggesting a role in OvCa. Collectively, the results indicate that inflammasome expression is associated with hen and human OvCa, although the NLR sensor type remains to be determined.

Description: This research was made possible by NIH grant NCI R03CA182120 (JL), DOD grant W81XWH-08-1-0203 (JL) and Swim Across America (AB). The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.

Description: © The Author(s), 2020. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License. The definitive version was published in Defne, Z., Aretxabaleta, A. L., Ganju, N. K., Kalra, T. S., Jones, D. K., & Smith, K. E. L. A geospatially resolved wetland vulnerability index: synthesis of physical drivers. Plos One, 15(1), (2020): e0228504, doi:10.1371/journal.pone.0228504.

Description: Assessing wetland vulnerability to chronic and episodic physical drivers is fundamental for establishing restoration priorities. We synthesized multiple data sets from E.B. Forsythe National Wildlife Refuge, New Jersey, to establish a wetland vulnerability metric that integrates a range of physical processes, anthropogenic impact and physical/biophysical features. The geospatial data are based on aerial imagery, remote sensing, regulatory information, and hydrodynamic modeling; and include elevation, tidal range, unvegetated to vegetated marsh ratio (UVVR), shoreline erosion, potential exposure to contaminants, residence time, marsh condition change, change in salinity, salinity exposure and sediment concentration. First, we delineated the wetland complex into individual marsh units based on surface contours, and then defined a wetland vulnerability index that combined contributions from all parameters. We applied principal component and cluster analyses to explore the interrelations between the data layers, and separate regions that exhibited common characteristics. Our analysis shows that the spatial variation of vulnerability in this domain cannot be explained satisfactorily by a smaller subset of the variables. The most influential factor on the vulnerability index was the combined effect of elevation, tide range, residence time, and UVVR. Tide range and residence time had the highest correlation, and similar bay-wide spatial variation. Some variables (e.g., shoreline erosion) had no significant correlation with the rest of the variables. The aggregated index based on the complete dataset allows us to assess the overall state of a given marsh unit and quickly locate the most vulnerable units in a larger marsh complex. The application of geospatially complete datasets and consideration of chronic and episodic physical drivers represents an advance over traditional point-based methods for wetland assessment.

Description: This study was part of the Estuarine Physical Response to Storms project (GS2-2D awarded to NKG), supported by the Department of the Interior Hurricane Sandy Recovery program. Support was also provided by the U.S. Geological Survey, Coastal and Marine Hazards/Resources Program. The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.

Description: © The Author(s), 2020. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License. The definitive version was published in Freire, I., Gutner-Hoch, E., Muras, A., Benayahu, Y., & Otero, A. The effect of bacteria on planula-larvae settlement and metamorphosis in the octocoral Rhytisma fulvum fulvum. Plos One, 14(9), (2019): e0223214, doi:10.1371/journal.pone.0223214.

Description: While increasing evidence supports a key role of bacteria in coral larvae settlement and development, the relative importance of environmentally-acquired versus vertically-transferred bacterial population is not clear. Here we have attempted to elucidate the role of post-brooding-acquired bacteria on the development of planula-larvae of the octocoral Rhytisma f. fulvum, in an in vitro cultivation system employing different types of filtered (FSW) and autoclaved (ASW) seawater and with the addition of native bacteria. A good development of larvae was obtained in polystyrene 6-well cell culture plates in the absence of natural reef substrata, achieving a 60–80% of larvae entering metamorphosis after 32 days, even in bacteria-free seawater, indicating that the bacteria acquired during the brooding period are sufficient to support planulae development. No significant difference in planulae attachment and development was observed when using 0.45 μm or 0.22 μm FSW, although autoclaving the 0.45 μm FSW negatively affected larval development, indicating the presence of beneficial bacteria. Autoclaving the different FSW homogenized the development of the larvae among the different treatments. The addition of bacterial strains isolated from the different FSW did not cause any significant effect on planulae development, although some specific strains of the genus Alteromonas seem to be beneficial for larvae development. Light was beneficial for planulae development after day 20, although no Symbiodinium cells could be observed, indicating either that light acts as a positive cue for larval development or the presence of beneficial phototrophic bacteria in the coral microbiome. The feasibility of obtaining advanced metamorphosed larvae in sterilized water provides an invaluable tool for studying the physiological role of the bacterial symbionts in the coral holobiont and the specificity of bacteria-coral interactions.

Description: This work was supported by: EU FP7-Research Infrastructure Initiative Assemble (Association of European marine biological laboratories); EU FP7 Project Byefouling (grant agreement no 612717); Xunta de Galicia, Consellería de Cultura, Educación e Ordenación Universitaria (grant number ED431D 2017/22). The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.

Description: © The Author(s), 2020. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License. The definitive version was published in Furman, B. L. S., Cauret, C. M. S., Knytl, M., Song, X. Y., Premachandra, T., Ofori-Boateng, C., Jordan, D. C., Horb, M. E., & Evans, B. J. (2020). A frog with three sex chromosomes that co-mingle together in nature: Xenopus tropicalis has a degenerate W and a Y that evolved from a Z chromosome. PLoS Genetics, 16(11), e1009121, doi:10.1371/journal.pgen.1009121.

Description: In many species, sexual differentiation is a vital prelude to reproduction, and disruption of this process can have severe fitness effects, including sterility. It is thus interesting that genetic systems governing sexual differentiation vary among—and even within—species. To understand these systems more, we investigated a rare example of a frog with three sex chromosomes: the Western clawed frog, Xenopus tropicalis. We demonstrate that natural populations from the western and eastern edges of Ghana have a young Y chromosome, and that a male-determining factor on this Y chromosome is in a very similar genomic location as a previously known female-determining factor on the W chromosome. Nucleotide polymorphism of expressed transcripts suggests genetic degeneration on the W chromosome, emergence of a new Y chromosome from an ancestral Z chromosome, and natural co-mingling of the W, Z, and Y chromosomes in the same population. Compared to the rest of the genome, a small sex-associated portion of the sex chromosomes has a 50-fold enrichment of transcripts with male-biased expression during early gonadal differentiation. Additionally, X. tropicalis has sex-differences in the rates and genomic locations of recombination events during gametogenesis that are similar to at least two other Xenopus species, which suggests that sex differences in recombination are genus-wide. These findings are consistent with theoretical expectations associated with recombination suppression on sex chromosomes, demonstrate that several characteristics of old and established sex chromosomes (e.g., nucleotide divergence, sex biased expression) can arise well before sex chromosomes become cytogenetically distinguished, and show how these characteristics can have lingering consequences that are carried forward through sex chromosome turnovers.

Description: This work was supported by the Natural Science and Engineering Research Council of Canada (RGPIN-2017-05770) (BJE), Resource Allocation Competition awards from Compute Canada (BJE), the Whitman Center Fellowship Program at the Marine Biological Laboratory (BJE), the Museum of Comparative Zoology at Harvard University (BJE), and National Institutes of Health grants R01-HD084409 (MEH) and P40-OD010997 (MEH). The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.

Description: © The Author(s), 2019. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License. The definitive version was published in Kuehn, E., Stockinger, A. W., Girard, J., Raible, F., & Özpolat, B. D. A scalable culturing system for the marine annelid Platynereis dumerilii. Plos One, 14(12), (2019): e0226156, doi: 10.1371/journal.pone.0226156.

Description: Platynereis dumerilii is a marine segmented worm (annelid) with externally fertilized embryos and it can be cultured for the full life cycle in the laboratory. The accessibility of embryos and larvae combined with the breadth of the established molecular and functional techniques has made P. dumerilii an attractive model for studying development, cell lineages, cell type evolution, reproduction, regeneration, the nervous system, and behavior. Traditionally, these worms have been kept in rooms dedicated for their culture. This allows for the regulation of temperature and light cycles, which is critical to synchronizing sexual maturation. However, regulating the conditions of a whole room has limitations, especially if experiments require being able to change culturing conditions. Here we present scalable and flexible culture methods that provide ability to control the environmental conditions, and have a multi-purpose culture space. We provide a closed setup shelving design with proper light conditions necessary for P. dumerilii to mature. We also implemented a standardized method of feeding P. dumerilii cultures with powdered spirulina which relieves the ambiguity associated with using frozen spinach, and helps standardize nutrition conditions across experiments and across different labs. By using these methods, we were able to raise mature P. dumerilii, capable of spawning and producing viable embryos for experimentation and replenishing culture populations. These methods will allow for the further accessibility of P. dumerilii as a model system, and they can be adapted for other aquatic organisms.

Description: BDO received funding from Hibbitt Startup Funds. FR received funding from projects P30035, and I2972, by Austrian Science Fund (FWF). The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.

Description: © The Author(s), 2020. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License. The definitive version was published in Pan, Y., Ballance, H., Meng, H., Gonzalez, N., Kim, S., Abdurehman, L., York, B., Chen, X., Schnytzer, Y., Levy, O., Dacso, C. C., McClung, C. A., O'Malley, B. W., Liu, S., & Zhu, B. 12-h clock regulation of genetic information flow by XBP1s. Plos Biology, 18(1), (2020): e3000580, doi:10.1371/journal.pbio.3000580.

Description: Our group recently characterized a cell-autonomous mammalian 12-h clock independent from the circadian clock, but its function and mechanism of regulation remain poorly understood. Here, we show that in mouse liver, transcriptional regulation significantly contributes to the establishment of 12-h rhythms of mRNA expression in a manner dependent on Spliced Form of X-box Binding Protein 1 (XBP1s). Mechanistically, the motif stringency of XBP1s promoter binding sites dictates XBP1s’s ability to drive 12-h rhythms of nascent mRNA transcription at dawn and dusk, which are enriched for basal transcription regulation, mRNA processing and export, ribosome biogenesis, translation initiation, and protein processing/sorting in the Endoplasmic Reticulum (ER)-Golgi in a temporal order consistent with the progressive molecular processing sequence described by the central dogma information flow (CEDIF). We further identified GA-binding proteins (GABPs) as putative novel transcriptional regulators driving 12-h rhythms of gene expression with more diverse phases. These 12-h rhythms of gene expression are cell autonomous and evolutionarily conserved in marine animals possessing a circatidal clock. Our results demonstrate an evolutionarily conserved, intricate network of transcriptional control of the mammalian 12-h clock that mediates diverse biological pathways. We speculate that the 12-h clock is coopted to accommodate elevated gene expression and processing in mammals at the two rush hours, with the particular genes processed at each rush hour regulated by the circadian and/or tissue-specific pathways.

Description: This study was supported by the American Diabetes Association junior faculty development award 1-18-JDF-025 to B.Z., by funding from National Institute of Health HD07879 and 1P01DK113954 to B.W.O, by funding from National Science Foundation award 1703170 to C.C.D. and B.Z., and by funding from Brockman Foundation to C.C.D and B.W.O. This work was further supported by the UPMC Genome Center with funding from UPMC’s Immunotherapy and Transplant Center. This research was supported in part by the University of Pittsburgh Center for Research Computing through the resources provided. Research reported in this publication was further supported by the National Institute of Diabetes And Digestive And Kidney Diseases of the National Institutes of Health under award number P30DK120531 to Pittsburgh Liver Research Center, in which both S.L. and B.Z. are members. The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.

Description: © The Author(s), 2020. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License. The definitive version was published in Johnson, M. D., Fox, M. D., Kelly, E. L. A., Zgliczynski, B. J., Sandin, S. A., & Smith, J. E. Ecophysiology of coral reef primary producers across an upwelling gradient in the tropical central Pacific. Plos One, 15(2), (2020): e0228448, doi:10.1371/journal.pone.0228448.

Description: Upwelling is an important source of inorganic nutrients in marine systems, yet little is known about how gradients in upwelling affect primary producers on coral reefs. The Southern Line Islands span a natural gradient of inorganic nutrient concentrations across the equatorial upwelling region in the central Pacific. We used this gradient to test the hypothesis that benthic autotroph ecophysiology is enhanced on nutrient-enriched reefs. We measured metabolism and photophysiology of common benthic taxa, including the algae Porolithon, Avrainvillea, and Halimeda, and the corals Pocillopora and Montipora. We found that temperature (27.2–28.7°C) was inversely related to dissolved inorganic nitrogen (0.46–4.63 μM) and surface chlorophyll a concentrations (0.108–0.147 mg m-3), which increased near the equator. Contrary to our prediction, ecophysiology did not consistently track these patterns in all taxa. Though metabolic rates were generally variable, Porolithon and Avrainvillea photosynthesis was highest at the most productive and equatorial island (northernmost). Porolithon photosynthetic rates also generally increased with proximity to the equator. Photophysiology (maximum quantum yield) increased near the equator and was highest at northern islands in all taxa. Photosynthetic pigments also were variable, but chlorophyll a and carotenoids in Avrainvillea and Montipora were highest at the northern islands. Phycobilin pigments of Porolithon responded most consistently across the upwelling gradient, with higher phycoerythrin concentrations closer to the equator. Our findings demonstrate that the effects of in situ nutrient enrichment on benthic autotrophs may be more complex than laboratory experiments indicate. While upwelling is an important feature in some reef ecosystems, ancillary factors may regulate the associated consequences of nutrient enrichment on benthic reef organisms.

Description: This work was supported by funding from the Moore Family Foundation, the Gordon and Betty Moore Foundation, the Scripps family, and anonymous donors. The funders had no role in study design, data collection and analysis, or preparation of the manuscript.

Description: Die Europäische Union (EU) hat erkannt, dass das Ziel der Klimaneutralität bis 2050 ein zentraler Innovations- und Wachstumsmotor für Industrie und Wirtschaft in der EU sein kann. Neben großen Chancen stellt dies die europäische Wirtschaft und überwiegend die besonders emissionsintensiven sowie im international starkem Wettbewerb stehenden Grundstoffindustrien auch vor erhebliche Herausforderungen. Eine integrierte Klima- und Industriestrategie ist für den Klimaschutz von zentraler Bedeutung, da auf die Produktion von Stahl, Zement, Grundstoffchemikalien, Glas, Papier und anderen Materialien in der EU und weltweit rund 20 Prozent der gesamten Treibhausgasemissionen entfallen. Auch in einer treibhausgasneutralen Zukunft kann auf diese Materialien nicht verzichten werden. Zugleich ist die emissionsfreie Herstellung der Materialien technologisch sowie mit Blick auf die dafür erforderlichen Infrastrukturen besonders herausfordernd. Dies gilt vor allem für die Frage woher die hohen benötigten Mengen an grüner Energie - insbesondere Strom und Wasserstoff - zu wettbewerbsfähigen Preisen kommen sollen. Analysen zeigen, dass trotz erheblicher Kosten bei der Prozessumstellung die Kosten der Transformation der Grundstoffindustrie für die Gesellschaft insgesamt tragbar sind. Denn bezogen auf die Endprodukte betragen die Mehrkosten meist nur wenige Prozentpunkte; die Preise von Rohstahl oder Zement dagegen würden sich zwischen einem Drittel und 100 Prozent verteuern. Da fast alle Grundstoffhersteller in starker Weltmarktkonkurrenz stehen, können sie die Investitionen in eine klimaneutrale Produktion und die benötigten Energieinfrastrukturen aber nicht ohne Unterstützung tragen. Das vorliegende Papier skizziert ein integriertes Klima-Industriepolitikpaket, das der EU ermöglichen kann, die bestehende technologische Führung in vielen dieser Industrien zielgerichtet zum Aufbau einer treibhausgasneutralen Grundstoffindustrie zu nutzen.

Description: Zwei Drittel des heutigen Welthandels gründen auf globalen Wertschöpfungsketten und Versorgungsnetzen. Rein regionalwirtschaftlich organisierte Lieferketten haben in den letzten Jahrzehnten an Bedeutung verloren. Die Auswirkungen dieser globalisierten Strukturen sind vielfältig: Zum einen haben sie beschäftigungsfördernde Effekte und wirken wohlstandsstiftend. Zum anderen existieren entlang der Lieferketten extreme soziale, ökologische und ökonomische Schieflagen. Die COVID-19-Pandemie zeigt in erheblichem Maße, wie fragil bestehende Lieferkettensysteme sind. Der Lockdown unterbricht noch immer komplexe Lieferketten und viele Probleme der bestehenden Produktions- und Konsumweise verschärfen sich weiterhin. COVID-19 ist ein Beispiel einer der möglichen Krisen, welche die globalen und vernetzten Wertschöpfungsketten kurzfristig erschüttern kann. Andere Krisen entwickeln sich schleichender und damit weniger schnell erkennbar, wie etwa der globale Klimawandel. So unterschiedlich sie sind, haben die Krisen eines gemein: Sie zeigen die Verletzlichkeit globaler Gesellschafts- und Wirtschaftsstrukturen auf und verdeutlichen die Wirkungen globalen Handels auf die Regionen und Menschen der Welt. Die globale Nachhaltigkeitsstrategie setzt genau hier an - sie zielt darauf ab, Unterschiede und Ungleichheit in Chancen und Lebensqualität grundlegend zu vermindern. Deshalb sollte die Umsetzung der Nachhaltigkeitsziele auf internationaler, nationaler und regionaler Ebene eine Antwort auf solche Krisen sein. Da durch die Covid-19-Pandemie zeitgleich die komplette Welt in eine Umbruchsituation gedrängt wurde, bietet die Reaktion darauf an, Nachhaltigkeit als zentrale politische Resilienz-Strategie zu nutzen. Im Zuge der Corona-Pandemie flammte die Diskussion um resiliente Kommunen auf. Diese sollten sich stärker an regional- und kreislaufwirtschaftlichen Ansätzen orientieren, um angesichts solcher Pandemien die Versorgung weiterhin gewährleisten zu können. So wichtig und richtig die Entwicklung eigener regionalwirtschaftlicher und kreislauforientierter Ansätze im Kern ist, so wenig resilient ist es, wenn deren Entwicklung nicht unter globaler und nachhaltiger Perspektive erfolgt. Ziel sollten menschengerechte, nachhaltige und transparente Lieferketten sein, die auch bei plötzlich veränderten Rahmenbedingungen und Krisen richtungssicher die Versorgungssicherheit zur Deckung von Grundbedürfnissen und Daseinsvorsorge sicherstellen können. Das vorliegende Diskussionspapier zeichnet als Zukunftsszenario global kooperative, kreislauforientierte Regionalwirtschaften, die weltweite Ungleichheiten in Chancen und Lebensqualität grundlegend vermindern und dabei gleichsam die natürlichen Lebensgrundlagen dauerhaft bewahrt werden.