Top 10Publikationendes Jahres 2020

Mit dieser Auswahl seiner zehn wichtigsten wissenschaftlichen, referierten Publikationen im Jahr 2020 möchte das Wuppertal Institut einen Einblick in den Stand seiner international wahrgenommenen Forschungsarbeit vor dem Hintergrund seines transdisziplinären Forschungsansatzes geben.

Modellierung und transdisziplinäre Methoden

Carolin Baedeker, Julius Piwowar, Philipp Themann, Viktor Grinewitschus, Benjamin Krisemendt, Katja Lepper, Christina Zimmer, Justus von Geibler (2020). Interactive Design to Encourage Energy Efficiency in Offices: Developing and Testing a User-Centered Building Management System Based on a Living Lab Approach

In: Sustainability 12, 6956

Es wurden bereits viele technische Lösungen entwickelt, die die Energieeffizienz in Gebäuden verbessern. Die tatsächliche Effektivität und Nachhaltigkeit dieser Lösungen entspricht jedoch oft nicht den Erwartungen, da die Designperspektive fehlt und die tatsächlichen Bedürfnisse der Nutzenden sowie die unbedachten negativen Nebeneffekte ihrer Nutzung, sogenannte Rebounds, nicht berücksichtigt werden. Wie diese Herausforderungen bewältigt werden können, analysiert dieser Beitrag anhand der Ergebnisse einer Längsschnitt-Living-Lab-Studie. Als Lösungsansatz wird ein nutzerzentriertes Gebäudemanagementsystem (UC-BMS) als Prototyp für Bürogebäude vorgeschlagen. Basierend auf einem "Mixed-Methods-Ansatzes" haben die Forschenden das UC-BMS in Deutschland in 85 Büros in sechs Bürogebäuden innerhalb von zwei Heizperioden mitentwickelt, getestet und evaluiert. Ihre Ergebnisse zeigen, dass ein solcher nutzerorientierter Ansatz bis zu 20 Prozent Energie einsparen kann – bei gleichbleibendem oder verbessertem Komfort und Arbeitsproduktivität. Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse drei Haupteinsatzbereiche und Elemente von UC-BMS auf: (1) Wie können interaktives Design und Feedbacksysteme (z. B. in Bezug auf die Luftqualität) Lüftungspraktiken und Energieeffizienz in Büros fördern und (2) die Optimierung des Heizsystems unterstützen – etwa durch ein besseres Verständnis des Büroverhaltens) sowie (3) eine abschließende Umfrage zum Raumkomfort in Büros, um die Kommunikation zwischen Gebäudemanagement und Büronutzenden zu ermöglichen. Durch die verbesserte Kommunikation sollten Beschwerden begrenzt und das Heizsystem an die tatsächlichen Bedürfnisse der Nutzerinnen und Nutzer angepasst werden können.

Georg Holtz, Christian Schnülle, Malcom Yadack, Jonas Friege, Thorben Jensen, Pablo Thier, Peter Viebahn, Emile Chappin (2020). Using Agent-Based Models to Generate Transformation Knowledge for the German Energiewende – Potentials and Challenges Derived from Four Case Studie

In: Energies 13, 6133

Die deutsche Energiewende beschreibt die gezielte Transformation einer etablierten industriellen Wirtschaft hin zu einem nahezu CO2-freien Energiesystem – verbunden mit dem zeitgleichen Ausstieg aus der Kernenergie. Die Governance dieses Prozesses erfordert das Wissen, wie der Übergang vom bestehenden Status quo zum Zielzustand gestaltet werden kann – das sogenannte Transformationswissen. Das Energiesystem ist jedoch ein komplexes sozio-technisches System, dessen Dynamik von verhaltenswissenschaftlichen und institutionellen Aspekten beeinflusst wird. Diese Aspekte werden von den vorherrschenden techno-ökonomischen Szenariostudien bislang nicht ausreichend abgebildet. In diesem Beitrag untersucht und identifiziert das Autorenteam daher Merkmale von Modellierungen, um die agentenbasierte Modellierung für die Erzeugung von Transformationswissen mit Blick auf die Energiewende sinnvoll einsetzen zu können. Dies geschieht durch die Reflexion der Erfahrungen aus vier verschiedenen Anwendungen von agentenbasierten Modellen. Insbesondere analysierte es, ob die Studien das Verständnis der Effekte von Richtlinien auf das Energiesystem verbessert haben, ob das abgeleitete Wissen für die Praxis nützlich ist, wie valide das aus den Studien abgeleitete Verständnis ist und ob die Erkenntnisse über die ursprünglichen Fallstudien hinaus genutzt werden können. Die Schlussfolgerung des Autorenteams: Die agentenbasierte Modellierung weist ein hohes Potenzial auf, um Transformationswissen zu generieren. Damit dieses Potential vollständig ausgeschöpft werden kann, spielt das Design der Projekte, in denen die Modelle entwickelt und eingesetzt werden, eine zentrale Rolle. Eine gut informierte und zielgerichtete Einbindung von Stakeholdern und eine starke Zusammenarbeit zwischen Datenerhebung und Modellentwicklung sind entscheidend.


Klima-, Energie- und Ressourcenwende

Clemens Schneider, Stefan Lechtenböhmer, Sascha Samadi (2020). Risks and opportunities associated with decarbonising Rotterdams industrial cluster

In: Environmental Innovation and Societal Transitions 35, S. 414-428

Der Rotterdamer Hafen ist ein wichtiger Industriestandort, an dem Raffinerien, Chemieanlagen und Kraftwerke in bedeutender Größenordnung angesiedelt sind. Entsprechend hoch sind dort die Treibhausgasemissionen. Im Jahr 2016 trug die Hafenindustrie knapp ein Fünftel zu den gesamten CO2-Emissionen der Niederlande bei. Um die im Pariser Klimaabkommen festgehaltenen Ziele zu erreichen, ist auch eine tiefgehende Transformationen des Industriesektors erforderlich. Da sich am Rotterdamer Hafen die meisten Aktivitäten auf den Handel, den Umschlag sowie die Verarbeitung und Nutzung fossiler Energieträger konzentrieren, stehen der Hafen und das Industriecluster in Hinblick auf die notwendige Dekarbonisierung vor besonderen Herausforderungen. Basierend auf einer Studie, die für die Hafenbehörde durchgeführt wurde, beleuchtet das Autorenteam in ihrem Artikel die Risiken und Chancen, die im Zusammenhang mit der Dekarbonisierung des Rotterdamer Industrieclusters entstehen können. Es entwickelte drei Szenarien, die zeigen, wie die Hafenindustrie ihre starke Position halten und gleichzeitig ihre CO2-Emissionen und die damit verbundenen Risiken bis 2050 deutlich reduzieren kann. Solche Szenarien bieten Politikerinnen und Politikern sowie Investorinnen und Investoren eine wichtige Unterstützung und helfen, fundierte Entscheidungen über kurz- bis mittelfristig anstehende Maßnahmen zu treffen.

Johannes Buhl, Christa Liedtke, Sebastian Schuster, Katrin Bienge (2020). Predicting the material footprint in Germany between 2015 and 2020 via Seasonally Decomposed Autoregressive and Exponential Smoothing Algorithms

In: Resources 9, 125

Aktuelle Forschungen zum Ressourcenverbrauch des privaten Konsums legen einen nachhaltigen Material Footprint von acht Tonnen pro Kopf bis 2050 in den Industrieländern nahe. In dem Beitrag wird der Material Footprint in Deutschland von 2015 bis 2020 analysiert, um zu testen, ob sich dieser entsprechend verkleinert. Dafür wurde der Material-Fußabdruck – auch "Material Footprint" – von 113.559 Nutzenden eines Online-Footprint-Rechners untersucht und der Material Footprint mittels saisonal dekompensierter autoregressiver (STL-ARIMA) und exponentieller Glättungsalgorithmen (STL-ETS) prognostiziert. Als Ergebnis wurde ein relativ stabiler Material Footprint für den privaten Konsum identifiziert. Der gesamte Material Footprint ist zwischen 2015 und 2020 im Durchschnitt um 0,4 Prozent pro Jahr gesunken. Die Vorhersagen deuten nicht darauf hin, dass der Material Footprint des privaten Konsums dem Reduktionspfad von 3,3 Prozent pro Jahr folgt, der für einen nachhaltigen Ressourcenverbrauch nötig wäre.

Manfred Fischedick, Uwe Schneidewind (2020). The Corona crisis and climate protection – keeping long-term goals in mind: Cleverly directing economic aid and exploiting synergy potentials for urgently needed investments

In: Nachhaltigkeitsmanagementforum 28, S. 77-81

Die Corona-Pandemie bestimmt den 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, daher muss finanzielle Unterstützung zukunftsgerichtet für dringend notwendige Investitionen erfolgen. Nur so lasen sich erforderliche nachhaltige Transformationsprozesse innerhalb unserer Wirtschaft und Gesellschaft wie den Klimaschutz voranzutreiben. Die Vorbereitungen dazu müssten jetzt schon getroffen werden, sagen die Autoren Prof. Dr-Ing. Manfred Fischedick und Prof. Dr. Uwe Schneidewind. Welche Kriterien und Maßnahmen es dafür braucht, zeigt ihr vorliegendes Diskussionspapier.

María Yetano Roche, Hans Verolme, Chibuikem Agbaegbu, Taylor Binnington, Manfred Fischedick & Emmanuel Olukayode Oladipo (2020). Sustainable Development Goals in Nigeria's power sector: assessment of transition pathways

In: Climate Policy 20, S. 846-865

Nigeria ist die größte Volkswirtschaft Afrikas und beherbergt etwa zehn Prozent der nicht elektrifizierten Bevölkerung in Afrika südlich der Sahara. Im Jahr 2017 hatten 77 Millionen Nigerianer oder 40 Prozent der Bevölkerung keinen Zugang zu bezahlbarem, zuverlässigem und nachhaltigem Strom. Den Großteil des Stroms liefern diesel- und benzinbetriebene Notstromgeneratoren im Land. In Nigerias national festgelegtem Beitrag (Nationally Determined Contribution, NDC) im Rahmen des Paris Agreements sind Reduktionen über 60 Prozent der Treibhausgasemissionen im Stromsektor vorgesehen. Das Ziel dieser Studie ist es, die möglichen Pfade zu identifizieren und kritisch zu untersuchen, sodass Nigeria seine Ziele für 2030 in Bezug auf Stromzugang, erneuerbare Energien und Dekarbonisierung des Stromsektors zu erreichen kann. Anhand von veröffentlichten Daten und Stakeholder-Interviews werden drei mögliche Szenarien für die Elektrifizierung und das Wachstum von Nachfrage, Erzeugung und Übertragungskapazität erstellt. Die Nachfrageannahmen basieren auf bestehendem Wissen über Elektrifizierungspfade durch Netzausbau, Mini-Netze und Solar Home Systems (SHS). Die Annahmen für das Angebot basieren auf einer Bewertung der Investitionsplanung für Erzeugungs- und Übertragungskapazitäten und möglichen Ausbauraten bis zum Jahr 2030. Die Ergebnisse zeigen, dass Nigeria im ehrgeizigsten Green-Transition-Szenario seine Ziele für den Zugang zu Elektrizität erreicht. Dabei erreichen die an das Stromnetz angeschlossenen Haushalte ein Zugangsniveau der Stufe 3 und diejenigen, die durch nachhaltige netzferne Lösungen (Mini-Grids und SHS) versorgt werden, Stufe 2. Die Dekarbonisierungsversprechen konnten in allen drei Szenarien übertroffen werden, die Ziele für erneuerbare Energien würden allerdings nur teilweise erreicht. Die Back-up-Erzeugung auf Basis fossiler Brennstoffe spielt in allen Szenarien weiterhin eine wesentliche Rolle. Die Implikationen und kritischen Unsicherheiten dieser Ergebnisse werden ausführlich diskutiert.

Mingshun Zhang, Ya Lian, Hui Zhao, Chun Xia-Bauer (2020). Unlocking green financing for building energy retrofit: a survey in the western China

In: Energy Strategy Reviews 30, 100520

Energiedienstleistungsunternehmen (ESCOs) spielen eine entscheidende Rolle bei der energetischen Gebäudesanierung. Der begrenzte Zugang zu grüner Finanzierung hat jedoch die Expansion von ESCOs in China verhindert. Dieses Papier, das auf einer Umfrage unter 469 Personen, Vor-Ort-Besuchen sowie Interviews mit 50 relevanten Akteurinnen und Akteuren von ESCOs, Finanzinstituten und lokalen Wohnungsbaubehörden basiert, identifiziert die Haupthindernisse für den Zugang zu grüner Finanzierung. Diese Hindernisse liegen auf der systemischen politischen Ebene als auch auf der operativen Meso- und Mikroebene in China. Zudem analysiert der Beitrag bewährte Praktiken auf lokaler Ebene, die diese Hindernisse überwinden. Das Papier kommt zu dem Schluss, dass es in China zwar Barrieren auf politischer Ebene gibt, dass aber vorhandene Maßnahmen zur Überwindung der Barrieren auf operativer Meso- und Mikroebene erhebliche Aufmerksamkeit und Prioritäten erhalten sollten. Das Autorenteam schlägt daher vor, dass die bewährten Praktiken für den Kapazitätsaufbau der ESCOs und den lokalen Finanzsektor, die verstärkte Beteiligung von zwischengeschalteten Organisationen oder Vermittlern und die Diversifizierung von Finanzquellen und Finanzierungsmechanismen und -modellen, die auf lokaler Ebene entstanden sind, in China stärker verbreitet werden sollten.

Nicole Stein, Stefan Spinler, Helga Vanthournout, Vered Blass (2020). Consumer Perception of Online Attributes in Circular Economy Activities

In: Sustainability 12, 1914

Bereits vor der Corona-Pandemie war Online-Shopping beliebt. Während der Pandemie verstärkte sich der Trend zusätzlich und es schien sicherer, sich die Pakete nach Hause liefern zu lassen und Ladengeschäfte zu meiden. Trotz der gestiegenen Anforderungen an die Verpackung und Logistik, kann dies für kreislaufwirtschaftlich arbeitende Unternehmen auch ein Vorteil sein – vorausgesetzt, sie wissen, wie sie ihre Websites am besten nutzen. Zu kreislaufwirtschaftlichen Business Modellen zählen neben Sharing Economy Giganten wie "Airbnb" oder Verleihmodellen wie "Rent-The-Runway" auch Unternehmensaktivitäten, die sich mit Produkten oder Services im Bereich Recycling und Upcycling bewegen. Einige der Unternehmen agieren nur online. Bislang wurde zu solchen kreislaufwirtschaftlichen Modellen und ihren Besonderheiten allerdings wenig geforscht. Daher untersuchte das Autorenteam in ihrem Artikel "Consumer Perception of Online Attributes in Circular Economy Activities", ob Erfahrungen mit kreislaufwirtschaftlichen Aktivitäten wie Verleihen, Teilen, Recyclen und Upcycling die Wahrnehmungen und Präferenzen im Aufbau einer Website beeinflussen. Hierbei stellte es neun Attribute von Onlinepräsenzen zur Auswahl und erstellte ein Ranking in Relation zueinander. Beispielsweise empfinden Kundinnen und Kunden Zertifizierungen sowie Kundenbewertungen als besonders relevant bei der Auswahl von Online-Shops. Zudem wünschen sich Personen, die keine Vorkenntnisse im Bereich Kreislaufwirtschaft haben, mehr Informationen zu diesem Geschäftsmodell.

Stefan Werland (2020). Diffusing Sustainable Urban Mobility Planning in the EU

In: Sustainability 12, 8436

Dieser Beitrag untersucht, wie die Europäische Kommission das Konzept der nachhaltigen städtischen Mobilitätsplanung (SUMP) in europäischen Städten fördert. Trotz der starken Akzeptanz des SUMP-Konzepts bleiben mobilitätsbezogene Probleme in europäischen Kommunen bestehen. Durch die Verknüpfung von theoretischen Ansätzen zum Verständnis der Diffusion von Politiken mit empirischen Erkenntnissen aus der Arbeit mit Städten im SUMP-Kontext erforscht dieser Artikel die verschiedenen Kanäle der Politikdiffusion und untersucht die Defizite im Zusammenhang mit den jeweiligen Ansätzen. Folgende zwei Ergebnisse werden in diesem Beitrag vorgestellt: Erstens wurden Belege dafür gefunden, dass die Kommission verschiedene Rollen einnimmt und alle Instrumente parallel nutzt, wenn auch mit unterschiedlicher Intensität. Der Autor kommt zu dem Schluss, dass die verschiedenen Ansätze zur Erklärung von Politikdiffusion nicht miteinander konkurrieren oder sich gegenseitig ausschließen. Vielmehr werden sie von ein und demselben Akteur angewandt, um verschiedene Aspekte eines Politikfeldes zu adressieren oder um verschiedene Akteure zu erreichen. Zweitens liefert der Artikel erste Hinweise auf Faktoren, die die Möglichkeiten der Ansätze zur direkten Beeinflussung städtischer Mobilitätssysteme und des Mobilitätsverhaltens einschränken.

Wolfgang Obergassel, Lukas Hermwille, Sebastian Oberthür (2020). Harnessing international climate governance to drive a sustainable recovery from the COVID-19 pandemic

In: Climate Policy

Regierungen auf der ganzen Welt reagieren mit umfangreichen Konjunkturpaketen auf die durch die Covid-19-Pandemie ausgelöste Krise. Die Ausgestaltung dieser Konjunkturpakete wird auch die zentralen Rahmenbedingungen für die künftige Klimapolitik bestimmen: Die Konjunkturpakete können entweder einen starken Impuls für eine klimafreundliche Wirtschaft geben oder nicht-nachhaltige Wirtschaftspraktiken zementieren. In dem neuen, überarbeiteten Artikel "Harnessing international climate governance to drive a sustainable recovery from the COVID-19 pandemic" diskutieren die drei Autoren, wie die internationale Klimapolitik zu einem grünen Aufschwung beitragen kann. Der Artikel ist im Journal "Climate Policy" in englischer Sprache erschienen und ist eine weiterentwickelte Fassung des Diskussionspapiers des Wuppertal Instituts aus Juni 2020.


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