Top 10 Publikationen des Jahres 2016

Mit dieser Auswahl seiner zehn wichtigsten wissenschaftlichen Publikationen im Jahr 2016 möchte das Wuppertal Institut einen Einblick in den Stand seiner international wahrgenommenen Forschungsarbeit vor dem Hintergrund seines transdisziplinären Forschungsansatzes geben.

Modellierung und transdisziplinäre Methoden

Jensen, Thorben; Holtz, Georg; Baedeker, Carolin; Chappin, Emile J. L.
Energy-efficiency impacts of an air-quality feedback device in residential buildings: an agent-based modeling assessment

In: Energy and Buildings 116 (2016), S. 151–163.

Ein Kernelement, wenn es um Energieeffizienz beim Heizen von Gebäuden geht, ist das Verhalten der Bewohner, insbesondere beim Lüften von Räumen. Manche Geräte können positive Verhaltensveränderungen fördern, indem sie Feedback über das Verhalten an die Konsumenten geben. Ein solches Feedback-Gerät ist die "CO2 Ampel", welche die Luftqualität im Raum anhand einer Ampel anzeigt, um energieeffizientes Stoßlüften zu fördern.
In dem Paper werden mithilfe eines agentenbasierten Modells die potenziellen Effekte, die das Feedback-Produkt "CO2-Ampel" auf das energiesparende Lüftungsverhalten in Haushalten in Bottrop haben könnte, analysiert. Außerdem wird untersucht, wie dies andere Haushalte (auch solche, die das Feedback-Gerät selbst gar nicht nutzen) beeinflussen würde.

Weigel, Max; Fischedick, Manfred; Marzinkowski, Joachim; Winzer, Petra
Multicriteria analysis of primary steelmaking technologies

In: Journal of Cleaner Production 112 (2016), S. 1064-1076

Um den Materialverbrauch zu reduzieren und somit die Klimabelastung der Eisen- und Stahlindustrie zu verringern, sollten vier Effizienzbereiche in Angriff genommen werden: Energieeffizienz, Emissionseffizienz, Materialeffizienz und Produktnutzungseffizienz. Das Paper nimmt die Emissionseffizienz dank innovativer Stahlerzeugungs-Technologien in den Fokus. Vier Technologien (Blast Furnace Route, Blast Furnace With Carbon Capture and Storage, Hydrogen Direct Reduction und Iron Ore Electrolysis) werden sowohl systematisch als auch ganzheitlich mit Blick auf ihre Rolle im Jahr 2050 am Beispiel Deutschland beurteilt. Die Ergebnisse sollen Entscheidungsträgern in Industrie und Regierung als langfristige Orientierungshilfe für langfristige technologische Entscheidungen dienen.


Energie- und Klimawende

Dütschke, Elisabeth; Wohlfarth, Katharina; Höller, Samuel; Viebahn, Peter; Schumann, Diana; Pietzner, Katja
Differences in the public perception of CCS in Germany depending on CO2 source, transport option and storage location

In: International Journal of Greenhouse Gas Control 53 (2016), S. 149-159

Ein Grund, der die weitere Verbreitung von Technologien der CO2-Abscheidung und -Speicherung (CCS) behindert, ist die negative öffentliche Wahrnehmung von frühen Pilot- oder Demonstrationsprojekten in Deutschland und anderen Ländern. Die vorliegende Studie untersucht detailliert die öffentliche Wahrnehmung von CCS, indem sie verschiedene Optionen in der CCS-Kette betrachtet, nämlich Abscheidung, Transport und Lagerung. Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass die Bewertung von CCS im Durchschnitt neutral ist. Allerdings lassen sich szenarienspezifische Unterschiede feststellen, so ist die Bewertung von CCS positiver, wenn das CO2 durch Biomassekraftwerke oder -Industrie produziert wird, im Gegensatz zu einer negativeren Bewertung bei Braunkohlekraftwerken.

Lechtenböhmer, Stefan; Nilsson, Lars J.; Ahman, Max; Schneider, Clemens
Decarbonising the energy intensive basic materials industry through electrification. Implications for future EU electricity demand

In: Energy 115 (2016), S. 1623-1631

Beinahe null Emissionen klingt nicht nur gut, sondern lässt sich tatsächlich sowohl technisch als auch ökonomisch umsetzen. Energie- und Materialeffizienz könnten, zumal in Kombination, spezifische Emissionen problemlos um mindestens 50 Prozent senken. Um Emissionen komplett zu vermeiden, so die Autoren, bedarf es jedoch neuer Technologien, darunter auch die Elektrifizierung aus erneuerbaren Energiequellen. Verschiedene Materialien für die Dekarbonisierung haben unterschiedliche Ressourcenbeschränkungen, aber eine Kreislaufwirtschaft, die von erneuerbaren Energien angetrieben wird, ist eine realistische Lösung.

Schüwer, Dietmar; Krüger, Christine; Merten, Frank; Nebel, Arjuna
The potential of grid-orientated distributed cogeneration on the minutes reserve market and how changing the operating mode impacts on CO2 emissions

In: Energy 110 (2016) S. 23-33

Dezentrale KWK-Anlagen können flexibel betrieben werden und sind daher gut geeignet, um Regelleistung zur Verfügung zu stellen. Dadurch können sie zur Integration von erneuerbarem Strom beitragen. Vor diesem Hintergrund werden in dem Artikel das technische Potenzial und die ökologischen Auswirkungen von KWK (Kraft-Wärme-Kopplungs)-Systemen auf den deutschen Regelleistungsmarkt für Minutenreserve für die Jahre 2010, 2020 und 2030 analysiert. Dafür wurden typische Blockheizkraftwerk (BHKW)-Anlagen für verschiedene Gebäudetypen bzw. Versorgungsfälle in verschiedenen Sektoren untersucht. Das Minutenreservepotenzial wurde mit Hilfe eines eigenen Optimierungsmodells in viertelstündlicher Auflösung bestimmt. Die Ergebnisse wurden mit einer Szenario-Analyse für die weitere KWK-Entwicklung auf die Bundesebene hochskaliert. Darüber hinaus wurde untersucht, inwieweit verschiedene Flexibilitätsmaßnahmen die mögliche Bereitstellung von Regelenergie positiv beeinflussen. Die zentralen Ergebnisse zeigen, dass dezentrale KWK-Systeme die Bereitstellung von Minutenreserve in den nächsten Jahrzehnten wesentlich unterstützen können. Obwohl der netzorientierte Betriebsmodus im Vergleich zum wärmeorientierten Modus die CO2-Emissionen leicht ansteigen lässt, kommt das Autorenteam zu dem Schluss, dass nach wie vor die getrennte Wärme- und Stromerzeugung vorzuziehen sei. Gleichzeitig weisen die Forscher darauf hin, dass die Auswirkungen einer flexibilisierten Betriebsfahrweise relativ stark abhängig sind vom jeweiligen Anwendungsfall sowie von der Stromkennzahl der individuellen BHKW-Systeme.

Ürge-Vorsatz, Diana; Kelemen, Agnes; Tirado-Herrero, Sergio; Thomas, Stefan; Thema, Johannes; Mzavanadze, Nora; Hauptstock, Dorothea; Suerkemper, Felix; Teubler, Jens; Gupta, Mukesh; Chatterjee, Souran
Measuring multiple impacts of low-carbon energy options in a green economy context

In: Applied Energy 179 (2016), S. 1409-1426

Die ökonomische Bewertung CO2-armer Energieoptionen ist ein erster Schritt bei der Gestaltung eines politischen Portfolios für eine Green Economy. Dennoch greifen diese Bewertungen häufig zu kurz wenn es darum geht, ihr allgemeines Kosten-Nutzen-Verhältnis zu bestimmen, weil indirekte Kosten und Vorteile nicht berücksichtigt werden - auch wenn sie vielleicht bahnbrechend sind. Das liegt allzu oft an mangelnden Methoden.
In diesem Paper werden die Möglichkeiten diskutiert, wie die verschiedenen Vorteile CO2-armer Energieoptionen im Kontext einer Green Economy gemessen werden können. Die Absicht des Papers ist es, dafür die wesentlichen methodischen Herausforderungen zusammenzufassen und ein Einstiegsmenü möglicher Lösungen zu liefern. Dazu wird die Bedeutung verschiedener Wirkungen von Maßnahmen im Energiebereich für die Bewertung nachgewiesen. Darüber hinaus werden Schlüsselherausforderungen für die Identifizierung von begleitenden Wirkungen CO2-armer Energieoptionen herausgearbeitet und gezeigt, dass diese durchaus komplexer als die direkten Wirkungen sind. Das Paper schlägt einen analytischen Rahmen vor, der hilfreich sein kann, um die zahlreichen Interaktionen verschiedener Wirkungen systematisch zu bewerten.

Suerkemper, Felix; Thema, Johannes; Thomas, Stefan; Dittus, Florian; Kumpaengseth, Monthon; Beerepoot, Milou
Benefits of energy efficiency policies in Thailand: an ex-ante evaluation of the energy efficiency action plan

In: Energy Efficiency 9 (2016), S. 187-210

In den letzten Jahrzehnten hat Thailand einen Wandel von einer landwirtschaftlichen hin zu einer halbindustriellen Wirtschaft erfahren. Als ein Ergebnis des starken ökonomischen Wachstums ist der Endenergieverbrauch enorm angestiegen. In diesem Paper werden die Ergebnisse einer Ex-Ante-Auswertung der Vorteile für die Gesamtwirtschaft, die durch die Umsetzung des Energieeffizienz-Aktionsplans (EEAP) in Thailand entstanden sind, präsentiert. Die Auswertung zeigt, dass durch diese effektive Umsetzung des Plans eine Reduktion der Ausgaben für Energie um 37,7 Milliarden Euro bis 2030 möglich ist.

Hermwille, Lukas
The role of narratives in socio-technical transitions - Fukushima and the energy regimes of Japan, Germany, and the United Kingdom

In: Energy Research & Social Science 11 (2016), S. 237-246

Die Transition zu einer nachhaltigen Entwicklung ist notwendig, um global sozialökonomische Systeme so umzugestalten, dass sie mit den sozialen Normen und planetaren Grenzen kompatibel sind. In dem Papier wird die Multi-Level Perspektive (MLP) ergänzt um einen ontologischen Rahmen zum Studium und Verständnis der Rolle von Narrativen als Sinn- und Vermittlungsmedium zwischen Individuum und sozialem Kollektiv im Zusammenhang mit der fortschreitenden Transition.
Um diese Herangehensweise zu illustrieren und gleichzeitig zu testen, wird sie auf die Fukushima Katastrophe angewendet: Die Narrative in Relation zu Atomenergie in Japan, Deutschland und der UK werden hinterfragt und es wird untersucht, inwieweit diese Narrative mit für die politischen Reaktionen verantwortlich waren und dadurch die fortlaufenden Transformationsprozesse in den Energiesektoren der jeweiligen Länder beeinflusst haben.


Ressourcenwende

Geibler, Justus von; Cordaro, Francesco; Kennedy, Katharina; Lettenmeier, Michael; Roche, Bruno
Integrating resource efficiency in business strategies: a mixed-method approach for environmental life cycle assessment in the single-serve coffee value chain

In: Journal of Cleaner Production 115 (2016), S. 62-74

Praktische Instrumente werden benötigt, um es Unternehmen zu ermöglichen, Ressourceneffizienz in ihre Wertschöpfungsketten zu implementieren. Dieses Paper diskutiert die Kombination von zwei Methoden in einer Fallstudie zu Wertschöpfungsketten von Kaffee der Firma Mars Incorporated zur Berechnung des Lebenszyklus natürlicher Ressourcen in Produkten und Dienstleistungen. Materialinputs entlang der gesamten Kette wurden quantitativ mithilfe der Material Input Per Unit of Service (MIPS-) Methode berechnet, während semi-quantitativ durch die Hot-Spot-Analyse ökologische Hot Spots identifiziert wurden. Das Paper schlussfolgert, dass eine Kombination dieser Methoden bessere Einsichten in die Wertschöpfungsketten bietet als die Verwendung lediglich einer der Methoden. Für die Firma Mars Incorprated hat sich gezeigt, dass diese Herangehensweise praktikabel ist, da sie Verbesserungsmöglichkeiten und das Ressourceneffizienzpotential entlang der gesamten Wertschöpfungskette identifiziert.

Wilts, Henning ; Gries, Nadja von ; Bahn-Walkowiak, Bettina
From waste management to resource efficiency - the need for policy mixes

In: Sustainability 8 (2016), 622

Abfall als Ressource behandeln und das Konzept einer Kreislaufwirtschaft wurden als Hauptansätze der Ressourceneffizienz identifiziert. Trotz ehrgeiziger Ziele gibt es jedoch noch keine Politikstrategien oder -instrumente, welche einen Übergang der konventionellen Abfallwirtschaft in ein integriertes und übergreifendes Ressourcenmanagement ermöglichen. Zudem werden für diesen Übergang Politikmixe benötigt, die nicht nur verschiedene end-of-pipe Ansätze ansprechen, sondern auch unterschiedliche Aspekte der Ressourceneffizienz (von Produktdesign bis hin zu Produktion und Konsum) integrieren.
In dem Paper werden verschiedene Aspekte der Konzeptualisierung von Politikmixen hinsichtlich der besonderen Herausforderung des Abfalls an die Ressourceneffizienz angesprochen. Leitender Forschungsschwerpunkt ist die Kombination von notwendigen Politiken, um das Ziel der Kreislaufwirtschaft zu erreichen.


Weitere Top Ten

Eine Auswahl von zehn wichtigen wissenschaftlichen Publikationen ist auch für folgende Jahre erhältlich: