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Aktualisierung der Eingangsdaten und Emissionsbilanzen wesentlicher biogener Energienutzungspfade (BioEm)
(2016) Fehrenbach, Horst; Köppen, Susanne; Markwardt, Stefanie; Institut für Energie- und Umweltforschung; Deutschland. Umweltbundesamt; Schneider, Sven
Die energetische Biomassenutzung ist mit vielfältigen Umweltwirkungen verbunden, u. a. resultieren daraus Emissionen an Treibhausgasen und Luftschadstoffen. Die Höhe der Emissionen ist stark abhängig von der konkreten Ausprägung der Biomassenutzung, ob es sich z. B. um eine Anbaubiomasse oder um einen Reststoff bzw. Abfall handelt. In dem Sachverständigenvorhaben wurden Emissionsfaktoren für wesentliche Pfade der Biomassenutzung in Deutschland abgeleitet. Die Berechnungen stützen sich – in Anlehnung an Arbeiten auf EU-Ebene – auf neuste Methoden (z. B. bzgl. der Lachgasemissionsberechnung im Kontext der Düngung) und aktuelle Eingangsdaten.
Biomass cascades - Increasing resource efficiency by cascading use of biomass - from theory to practice
(Umweltbundesamt, 2017) Fehrenbach, Horst; Köppen, Susanne; Kauertz, Benedikt; Institut für Energie- und Umweltforschung; Nova-Institut für Politische und Ökologische Innovation; IZES gGmbH - Institut für ZukunftsEnergieSysteme; Deutschland. Umweltbundesamt; Jering, Almut
Biomassekaskaden - Mehr Ressourceneffizienz durch Kaskadennutzung von Biomasse - von der Theorie zur Praxis
(Umweltbundesamt, 2017) Fehrenbach, Horst; Köppen, Susanne; Kauertz, Benedikt; Institut für Energie- und Umweltforschung; Nova-Institut für Politische und Ökologische Innovation; IZES gGmbH - Institut für ZukunftsEnergieSysteme; Deutschland. Umweltbundesamt; Jering, Almut
Biomassekaskaden - Mehr Ressourceneffizienz durch stoffliche Kaskadennutzung von Biomasse - von der Theorie zur Praxis
(Umweltbundesamt, 2017) Fehrenbach, Horst; Köppen, Susanne; Kauertz, Benedikt; Institut für Energie- und Umweltforschung; IZES gGmbH - Institut für ZukunftsEnergieSysteme; Nova-Institut für Politische und Ökologische Innovation; Deutschland. Umweltbundesamt; Jering, Almut
Das Forschungsprojekt untersucht, ob und wie die stoffliche Nutzung von ⁠Biomasse⁠ in Kaskaden zur Steigerung der Ressourceneffizienz beitragen kann. Es entwickelt eine klare Definition des Begriffs der Kaskadennutzung und analysiert existierende Konzepte der Kaskadennutzung. Als relevante Felder der Kaskadennutzung werden der Holzsektor, der Papiersektor, der Textilsektor und der Kunststoffsektor identifiziert und Ökobilanzen jeweils in diesen vier Sektoren durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen deutliche Umweltvorteile für die Mehrzahl der untersuchten Kaskadenoptionen, es bedarf jedoch der Einzelfallbetrachtung. Ein Bewertungskonzept zur ersten Einschätzung möglicher Kaskadenansätze für Anwender wird entwickelt. Das Projekt empfiehlt, die Kaskadennutzung von Biomasse als „Prinzip“ unterstützend in übergreifende Politikziele und Strategien einzubinden.
Biomassekaskaden - Mehr Ressourceneffizienz durch stoffliche Kaskadennutzung von Biomasse - von der Theorie zur Praxis
(Umweltbundesamt, 2017) Fehrenbach, Horst; Köppen, Susanne; Kauertz, Benedikt; Institut für Energie- und Umweltforschung; Nova-Institut für Politische und Ökologische Innovation; IZES gGmbH - Institut für ZukunftsEnergieSysteme; Deutschland. Umweltbundesamt; Jering, Almut
Die Kaskadennutzung von Biomasse wird in zahlreichen umweltpolitischen Strategien und Programmen als wichtiges Element zur Steigerung der Ressourceneffizienz genannt. Der Begriff Kaskadennutzung ist jedoch unklar definiert. Die im Projekt entwickelte Definition ermöglicht eine klare Abgrenzung zwischen den verschiedenen Kaskadenbegriffen. Im ersten Schritt des Forschungsprojekts, der Analyse existierender Konzepte der Kaskadennutzung wurde deutlich, dass in der Praxis die Anzahl erfolgreicher Kaskadenbeispiele überschaubar ist. Herausgearbeitet wurden als relevante Felder der Kaskadennutzung der Holzsektor, der Papiersektor, der Textilsektor und der Kunststoffsektor mit Blick auf die Entwicklungen in Richtung biobasierter Kunststoffe. Nach einer Analyse des agrarischen und forstlichen Rohstoffpotenzials als Ausgangspunkt der Kaskade wurden umfassende Ökobilanzen zu verschiedenen Kaskadenoptionen jeweils in den oben genannten vier Sektoren durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten deutliche Umweltvorteile für die Mehrzahl der untersuchten Kaskadenoptionen gegenüber dem Referenzfall ohne oder mit nur einer Kaskadenstufe. Es bedarf jedoch der Einzelfallbetrachtung. In Fortführung der Erkenntnisse aus den komplexen Öko-bilanzen wurde daher ein Bewertungskonzept entwickelt und vorgeschlagen, das der Einschätzung möglicher Kaskadenansätze zwar auf breiterer Ebene, jedoch auch mit geringerer Detaillierungstiefe dienen soll. Es liefert Anwendern eine erste Orientierung darüber, ob eine Kaskade aus Nachhaltig-keitssicht als sinnvoll bzw. erfolgversprechend einzustufen wäre. Bei der Entwicklung der Eckpunkte einer Strategie zur Förderung der Kaskadennutzung von Biomasse wurde im Projekt deutlich, dass Kaskadennutzung nicht als eigenständige Politikstrategie etabliert werden sollte, sondern sie vielmehr als ćPrinzip̮ zur Unterstützung übergreifender Politikziele und Strategien einzubinden ist. Es wird daher ein Mix oder vielmehr ein Zusammenwirken von Strategien zum nachhaltigen Umgang mit Ressourcen benötigt. Quelle: Forschungsbericht
BioRest
(2019) Fehrenbach, Horst; Giegrich, Jürgen; Köppen, Susanne; Institut für Energie- und Umweltforschung; IZES gGmbH - Institut für ZukunftsEnergieSysteme; Öko-Institut. Büro Darmstadt; Hofmeier, Katja
Biomasse als relevanter Beitrag zur Bereitstellung erneuerbarer Energie steht vor allem aufgrund der knappen Ressource Fläche nur begrenzt zur Verfügung. Die Diskussion hat sich daher auf die bevorzugte Nutzung von biogenen Abfällen und Reststoffen verlagert. Mit diesem Vorhaben sollte untersucht werden, mit welchem Potenzial diese Stoffgruppe dem Energiesystem zur Verfügung gestellt werden kann, wenn insgesamt anspruchsvolle ökologische und stoffwirtschaftliche Restriktionskriterien angewendet werden und welches die zu priorisierenden Einsatzpfade sind. Im ersten Schritt wurden insgesamt 24 biogene Reststoffe und Abfälle in einer Literaturstudie betrachtet. Insgesamt ergibt sich aus der restriktiven Analyse ein jährliches Potenzial von maximal rund 210 Mio. t biogener Abfälle und Reststoffe mit einem Energiegehalt von maximal rund 920 PJ. Im zweiten Schritt wurden 19 Technologien daraufhin betrachtet, die Abfälle und Reststoffe unter Berücksichtigung ihrer jeweiligen Stoffeigenschaften am besten energetisch nutzbar zu machen. Im dritten Schritt wurden die Stoffe und Technologien zunächst nach technischer Eignung zu sinnvollen Einsatzpfaden zusammengeführt und dabei auch zugeordnet, welcher Teil des Energiesystems damit jeweils bedient werden kann. Welche Kombinationsmöglichkeiten aus Einsatzpfaden und Energieprodukten zu priorisieren sind, wurde zum Schluss anhand ökologisch, ökonomisch und technischer Kriterien bewertet. Das Ergebnis ist ein Gesamtnutzungskonzept für Abfälle und Reststoffe über Technologien zu Energieprodukten, welches einen schwerpunktmäßigen Einsatz der Abfälle und Reststoffe zur Nutzung für Prozesswärme zu gewissen Anteilen auch als Kraftstoff für den Flug- und Schiffverkehr empfiehlt. Der Stromproduktion werden wenig Abfall- und Reststoffe zugesprochen. Dieses Konzept ist als eine Art Allokationsplan für die ökologisch sinnvolle Nutzung der verfügbaren biogenen Abfall-/Reststoffe im Energiesystem zu verstehen, stellt jedoch kein integriertes Szenario für das Energiesystem dar. Quelle: Forschungsbericht
BioRest
(2019) Fehrenbach, Horst; Giegrich, Jürgen; Köppen, Susanne; Institut für Energie- und Umweltforschung; IZES gGmbH - Institut für ZukunftsEnergieSysteme; Öko-Institut. Büro Darmstadt
Biomasse als relevanter Beitrag zur Bereitstellung erneuerbarer Energie steht vor allem aufgrund der knappen Ressource Fläche nur begrenzt zur Verfügung. Die Diskussion hat sich daher auf die bevorzugte Nutzung von biogenen Abfällen und Reststoffen verlagert. Mit diesem Vorhaben sollte untersucht werden, mit welchem Potenzial diese Stoffgruppe dem Energiesystem zur Verfügung gestellt werden kann, wenn insgesamt anspruchsvolle ökologische und stoffwirtschaftliche Restriktionskriterien angewendet werden und welches die zu priorisierenden Einsatzpfade sind. Im ersten Schritt wurden insgesamt 24 biogene Reststoffe und Abfälle in einer Literaturstudie betrachtet. Insgesamt ergibt sich aus der restriktiven Analyse ein jährliches Potenzial von maximal rund 210 Mio. t biogener Abfälle und Reststoffe mit einem Energiegehalt von maximal rund 920 PJ. Im zweiten Schritt wurden 19 Technologien daraufhin betrachtet, die Abfälle und Reststoffe unter Berücksichtigung ihrer jeweiligen Stoffeigenschaften am besten energetisch nutzbar zu machen. Im dritten Schritt wurden die Stoffe und Technologien zunächst nach technischer Eignung zu sinnvollen Einsatzpfaden zusammengeführt und dabei auch zugeordnet, welcher Teil des Energiesystems damit jeweils bedient werden kann. Welche Kombinationsmöglichkeiten aus Einsatzpfaden und Energieprodukten zu priorisieren sind, wurde zum Schluss anhand ökologisch, ökonomisch und technischer Kriterien bewertet. Das Ergebnis ist ein Gesamtnutzungskonzept für Abfälle und Reststoffe über Technologien zu Energieprodukten, welches einen schwerpunktmäßigen Einsatz der Abfälle und Reststoffe zur Nutzung für Prozesswärme zu gewissen Anteilen auch als Kraftstoff für den Flug- und Schiffverkehr empfiehlt. Der Stromproduktion werden wenig Abfall- und Reststoffe zugesprochen. Dieses Konzept ist als eine Art Allokationsplan für die ökologisch sinnvolle Nutzung der verfügbaren biogenen Abfall-/Reststoffe im Energiesystem zu verstehen, stellt jedoch kein integriertes Szenario für das Energiesystem dar. Quelle: Forschungsbericht
Landnutzung und Klimaschutz
(Umweltbundesamt, 2023) Köppen, Susanne; Heffe, Juliane; Institut für Energie- und Umweltforschung; tippingpoints GmbH; Deutschland. Umweltbundesamt
Zentrales Ziel dieses Leitfadens ist die Beschreibung der Rolle des Landnutzungsbereiches (LULUCF-Sektor) für den Klimaschutz sowie die Identifizierung von Anforderungen an eine Ausgestaltung und Nutzung von Marktansätzen zur Erreichung der Ziele des Übereinkommens von Paris. Der Leitfaden soll helfen, ein grundsätzliches Verständnis der Herausforderungen zu erhalten, die sich bei der Integration des LULUCF-Sektors in die internationale Klimapolitik stellen. Mit diesem Verständnis lassen sich Minderungspotenziale im Landnutzungsbereich und deren Hebung durch marktbezogene Anreize auf einer fundierten Basis entwickeln. Quelle: www.umweltbundesamt.de
Landnutzung und Klimaschutz
(Umweltbundesamt, 2023) Köppen, Susanne; Heffe, Juliane; Institut für Energie- und Umweltforschung; tippingpoints GmbH; Deutschland. Umweltbundesamt
Zentrales Ziel dieses Leitfadens ist die Beschreibung der Rolle des Landnutzungsbereiches (LULUCF-Sektor) für den Klimaschutz sowie die Identifizierung von Anforderungen an eine Ausgestaltung und Nutzung von Marktansätzen zur Erreichung der Ziele des Übereinkommens von Paris. Der Leitfaden soll helfen, ein grundsätzliches Verständnis der Herausforderungen zu erhalten, die sich bei der Integration des LULUCF-Sektors in die internationale Klimapolitik stellen. Mit diesem Verständnis lassen sich Minderungspotenziale im Landnutzungsbereich und deren Hebung durch marktbezogene Anreize auf einer fundierten Basis entwickeln. Quelle: www.umweltbundesamt.de
PROSA - Biobasierte Schmierstoffe und Hydraulikflüssigkeiten
(2019) Fehrenbach, Horst; Zeitz, Christin; Köppen, Susanne; Institut für Energie- und Umweltforschung; Öko-Institut. Büro Darmstadt; Uhlmann, Bettina C.
Der vorliegende Bericht ist Teil des Forschungsvorhabens "Implementierung von Nachhaltigkeitskriterien für die stoffliche Nutzung von Biomasse im Rahmen des Blauen Engels" (kurz: "Blauer Engel Bio-Stoff") und behandelt das Thema biobasierte Schmierstoffe und Hydraulikflüssigkeiten. Es wurden die bestehenden Kriterien für eine nachhaltige Nutzung von Biomasse aus der Machbarkeitsstudie zu übergreifenden Aspekten biobasierter Produkte auf diese verbrauchernahe Produktgruppe angewandt. Das Vorhaben beschäftigt sich mit der Bewertung der Nachhaltigkeit biobasierter Produkte in Bezug auf deren Behandlung und in Bezug auf konkrete Anforderungen für die Vergabe des Umweltzeichens. Die Arbeitsergebnisse sollen in der Praxis Anwendung finden. Im Vordergrund steht die Auseinandersetzung mit Fragen zur Herkunft der Biomasse und die mit ihrer zusätzlichen Ressourceninanspruchnahme möglicherweise verbundenen Nutzungskonkurrenzen sowie die grundsätzliche Frage nach einer nachhaltigen Nutzung der begrenzten Ressource Fläche. Die gesamte Arbeit ist nach der vom Öko-Institut entwickelten Methode PROSA - Product Sustainability Assessment durchgeführt. PROSA umfasst mit der Markt- und Umfeld-Analyse, der Ökobilanz, der Lebenszykluskostenberechnung und der Nutzen-Analyse die erforderlichen Teil-Methoden zur integrativen Entwicklung der relevanten Vergabekriterien. Die Ökobilanz umfasst eine Analyse der Umweltauswirkungen, die bei der Herstellung, Anwendung und Entsorgung des Produktes für die Ableitung von Vergabekriterien für das Umweltzeichen gemäß ISO 14024 relevant sind. Neben Ressourcenverbrauch und Treibhauseffekt wurden Umweltauswirkungen wie Versauerung, Eutrophierungspotenzial und Naturrauminanspruchnahme betrachtet. Quelle: Forschungsbericht
Report on typical GHG emission values for the cultivation of agricultural raw materials for NUTS 2 regions or a more disaggregated level in Germany according to RED II
(German Environment Agency, 2025) Fehrenbach, Horst; Köppen, Susanne; Wehrle, Annika; Hofmeier, Katja
This report explains the calculation of the updated typical greenhouse gas emission values for the cultivation of agricultural raw materials for NUTS 2 regions in Germany and presents the results. The calculations for eleven energy crops are based on updated input variables consisting of standardized factors and comprehensive data sources such as yields, fertilizer consumption and diesel consumption. Particular attention was paid to emissions of nitrous oxide and nitrogen fertilizer. The values are differentiated for mineral and organic soils. Compared to the first report from 2010, the current values are generally significantly lower but vary to larger extend between NUTS 2 regions.
Transformationsprozess zum treibhausgasneutralen und ressourcenschonenden Deutschland - GreenEe
(Umweltbundesamt, 2020) Dittrich, Monika; Dünnebeil, Frank; Köppen, Susanne; Institut für Energie- und Umweltforschung; Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE (Kassel); Deutschland. Umweltbundesamt; Purr, Katja; Günther, Jens
Das Umweltbundesamt (UBA) untersucht schon seit vielen Jahren, wie eine nachhaltige Entwicklung sowie eine treibhausgasneutrale und ressourcenschonende Lebensweise erreicht werden kann. Hierfür wurde ein interdisziplinäres Projekt gestartet: "RESCUE" (Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität). Dieses Projekt ist mit einem hohen Anteil an "Eigenforschung" des UBA und einer intensiven Einbindung externer Wissenschaftler über das hier berichtete Forschungsvorhaben (FKZ 3715411150) gelungen. Dabei wurden sechs Szenarien zur Transformation entwickelt. Die Green-Szenarien beschreiben unterschiedlich ambitionierte Transformationspfade zu einem ressourcenschonenden und treibhausgasneutralen Deutschland bis 2050. Die beiden GreenEe-Szenarien stehen für "Germany -resource efficient and greenhouse gas neutral -Energy efficiency" und fokussieren die Erschließung der Energieeffizienzpotenziale über alle Anwendungsbereiche hinweg. In GreenEe1 sind Produktionsmengen vorgegeben, Produkte, die aufgrund einer rückläufigen Nachfrage in Deutschland nicht mehr nachgefragt werden, werden exportiert. In GreenEe2 werden die Produktionsmengen entlang der Dynamik der inländischen Nachfrage ermittelt. Beide Szenarien beinhalten die grundlegende Transformation des Energiesystems einschließlich des Ausstiegs aus fossilen Rohstoffen und einer tiefgreifender Sektorkopplung mittels Elektrifizierung. Der Endenergiebedarf kann von 2.737 TWh in 2015 auf nur 1.609 TWh in GreenEe1 reduziert werden, der Anteil der erneuerbaren Energien im Strombereich steigt bereits auf 75 % in 2030 und 100 % in 2050. Der EE-Anteil der Brenn- und Kraftstoffe ist aufgrund des langsameren Markthochlaufes für PtX im Jahre 2040 bei 40 %. Im GreenEe2-Szeanrio wird der Endenergiebedarf dabei sogar auf 1.540 TWh reduziert, bei einer vergleichbaren Dekarbonisierung der Stromerzeugung, aber etwas höheren Dekarbonisierung der Brenn- und Kraftstoffe in 2040 von 42 %. Im Ergebnis wird in GreenEe1 (GreenEe2) im Jahr 2050 der Rohmaterialkonsum gegenüber 2010 um 60,6 % (61,8 %) reduziert. Der Anteil der Sekundärmaterialien am gesamten (primär- und sekundär-) Rohstoffbedarf/-verbrauch steigt auf 32 % (33 %). Pro Person werden nur noch 7,5 (7, 3) Tonnen Rohstoffe konsumiert, davon 2,2 Tonnen Biomasse, die überwiegend für die Ernährung gebraucht werden. Die technologischen Änderungen einschließlich Substitutionen (wie die der fossilen Rohstoffe durch erneuerbare Energien, der Steigerungen der Rohstoffeffizienz und des Recyclings) reduzieren die Nachfrage nach einer Vielzahl von Rohstoffen, ausgenommen davon sind Rohstoffe, die in Schlüsseltechnologien für die Transformation gebraucht werden. Die Treibhausgasemissionen können in GreenEe1 (GreenEe2) bis 2050 um 95,8 % (96,3 %) gegenüber 1990 reduziert werden, bis 2030 liegt der Rückgang der THG-Emissionen bei 60,2 % (61,3 %) . Allerdings können nur im Energie- und Verkehrssektor die Treibhausgase bis 2050 vollständig vermieden werden. In den anderen Quellgruppen Industrie, Landwirtschaft, Abfall und LULUCF verbleiben Emissionen, die nach dem heutigen Wissensstand noch nicht vollständig vermeidbar sind. Quelle: Forschungsbericht
Transformationsprozess zum treibhausgasneutralen und ressourcenschonenden Deutschland - GreenLate
(Umweltbundesamt, 2020) Dittrich, Monika; Dünnebeil, Frank; Köppen, Susanne; Institut für Energie- und Umweltforschung; Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE (Kassel); Deutschland. Umweltbundesamt; Purr, Katja; Günther, Jens
Das Umweltbundesamt (UBA) untersucht schon seit vielen Jahren, wie eine nachhaltige Entwicklung sowie eine treibhausgasneutrale und ressourcenschonende Lebensweise erreicht werden kann. Hierfür wurde ein interdisziplinäres Projekt gestartet: "RESCUE" (Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität). Dieses Projekt ist mit einem hohen Anteil an "Eigenforschung" des UBA und einer intensiven Einbindung externer Wissenschaftler über das hier berichtete Forschungsvorhaben (FKZ 3715411150) gelungen. Dabei wurden sechs Szenarien zur Transformation entwickelt. Die Green-Szenarien beschreiben unterschiedlich ambitionierte Transformationspfade zu einem ressourcenschonenden und treibhausgasneutralen Deutschland bis 2050. Das Szenario GreenLate ("Germany - resource efficient and greenhouse gas neutral - Late transition"), zeichnet einen möglichen Transformationspfad Deutschlands als weiterhin exportorientierten Industriestandort mit einer modernen leistungsfähigen Gesellschaft auf. Das Szenario wird durch insgesamt steigende Produktionskapazitäten und weiterhin eine auf Exporte orientierte Produktion in Deutschland charakterisiert. GreenLate verdeutlicht, welche Herausforderungen verspätetes Handeln bei der Erreichung einer THG-Minderung um 95 % bis 2050 mit sich bringt. Wesentliches Charakteristikum von GreenLate ist auch, dass zwar 2030 eine Treibhausgasminderung um 55 % gegenüber 1990 erreicht wird, aber erst in der Dekade nach 2040 nochmal eine deutliche Steigerung der Klimaschutzmaßnahmen und Technikinnovationen erfolgt, um die Treibhausgasminderung um mindestens 95 % bis 2050 sicher zu erreichen. Das Szenario liegt damit am Rand des Zielkorridors der Bundesregierung, welche aber nicht kompatibel zu einer europäischen Klimazielverschärfung im Rahmen des European Green Deals für die gemeinschaftliche Einhaltung eines "deutlich unter 2˚C"-Ziels ist. GreenLate stellt ein Szenario der geringen "Elektrifizierung" und des "verspäteten Handelns" bei Innovationen und Umsetzung dar. So werden in GreenLate auch langfristig konventionelle Techniken, wie Verbrennungsmotoren im Schwerlasttransport oder Gasverbrennungstechniken, eingesetzt und die systemisch energetisch effizienten Techniken, wie Elektromobilität und Power to Heat, sind weniger integriert. In Summe resultiert ein höherer Energiebedarf und langfristig ein höherer Ausbaubedarf an erneuerbaren Energien und PtG/L-Importen. Damit sowie mit der im Vergleich zu den anderen Green-Szenarien weniger ressourceneffizienten Transformation geht eine höhere Nachfrage nach Rohstoffen im Vergleich zu den anderen Green-Szenarien einher, im Vergleich zu heute sinkt die Primärrohstoffnachfrage (RMC) um 56,1 %. Quelle: Forschungsbericht
Transformationsprozess zum treibhausgasneutralen und ressourcenschonenden Deutschland - GreenLife
(Umweltbundesamt, 2020) Dittrich, Monika; Dünnebeil, Frank; Köppen, Susanne; Institut für Energie- und Umweltforschung; Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE (Kassel); Deutschland. Umweltbundesamt; Purr, Katja; Günther, Jens
Das Umweltbundesamt (UBA) untersucht schon seit vielen Jahren, wie eine nachhaltige Entwicklung sowie eine treibhausgasneutrale und ressourcenschonende Lebensweise erreicht werden kann. Hierfür wurde ein interdisziplinäres Projekt gestartet: "RESCUE" (Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität). Dieses Projekt ist mit einem hohen Anteil an "Eigenforschung" des UBA und einer intensiven Einbindung externer Wissenschaftler über das hier berichtete Forschungsvorhaben (FKZ 3715411150) gelungen. Dabei wurden sechs Szenarien zur Transformation entwickelt. Die Green-Szenarien beschreiben unterschiedlich ambitionierte Transformationspfade zu einem ressourcenschonenden und treibhausgasneutralen Deutschland bis 2050. Das Szenario GreenLife (Germany - resource efficient and GHG neutral - Lifestyle changes) ist sehr ambitioniert bezüglich der gesellschaftlichen Transformation hin zu einem nachhaltigen Konsum und Verhalten. Dies betrifft nahezu alle Konsumbereiche von der Nahrung, über die Wohnnachfrage und die Mobilität bis zum Konsum von Kleidung und anderen Waren und Dienstleistungen. Der Endenergiebedarf kann von 2.500 TWh in 2015 auf nur 1.200 TWh mehr als halbiert werden (ohne rohstoffliche Bedarfe), der Anteil der erneuerbaren Energien steigt auf 75 % in 2030 und 100 % in 2050. Im Ergebnis wird in diesem Szenario im Jahr 2050 der Primärrohstoffkonsum gegenüber 2010 um 63 % reduziert. Der Anteil der Sekundärmaterialien am gesamten Primär- und Sekundärrohstoffbedarf steigt auf 31 %. Pro Person werden nur noch rund 7 Tonnen Rohstoffe konsumiert, davon 2,1 Tonnen Biomasse, die überwiegend für die Ernährung gebraucht werden. Der nachhaltige Konsum reduziert die Nachfrage nach einer Vielzahl von Rohstoffen, darunter Eisen, Aluminium und Kupfer. Die Treibhausgasemissionen in Deutschland (ohne Senken) können bis 2050 um 96,6 % gegenüber 1990 reduziert werden. Allerdings können nur im Energie- und Verkehrssektor die Treibhausgase vollständig vermieden werden. In den anderen Quellgruppen Industrie, Landwirtschaft, Abfall und LULUCF (ohne Wald) verbleiben Treibhausgasemissionen, die nach dem heutigen Wissensstand noch nicht vollständig ver-meidbar sind. In 2050 ist unter Einbeziehung natürlicher Senken Treibhausgasneutralität sicher erreichbar. Quelle: Forschungsbericht
Transformationsprozess zum treibhausgasneutralen und ressourcenschonenden Deutschland - GreenMe
(Umweltbundesamt, 2020) Dittrich, Monika; Dünnebeil, Frank; Köppen, Susanne; Institut für Energie- und Umweltforschung; Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE (Kassel); Deutschland. Umweltbundesamt; Purr, Katja; Günther, Jens
Das Umweltbundesamt (UBA) untersucht schon seit vielen Jahren, wie eine nachhaltige Entwicklung sowie eine treibhausgasneutrale und ressourcenschonende Lebensweise erreicht werden kann. Hierfür wurde ein interdisziplinäres Projekt gestartet: "RESCUE" (Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität). Dieses Projekt ist mit einem hohen Anteil an "Eigenforschung" des UBA und einer intensiven Einbindung externer Wissenschaftler über das hier berichtete Forschungsvorhaben (FKZ 3715411150) gelungen. Dabei wurden sechs Szenarien zur Transformation entwickelt. Die Green-Szenarien beschreiben unterschiedlich ambitionierte Transformationspfade zu einem ressourcenschonenden und treibhausgasneutralen Deutschland bis 2050. Das Szenario GreenMe (Germany - resource efficient and GHG neutral - Material efficiency) ist sehr ambitioniert bei der Erschließung von Ressourceneffizienzpotenzialen und unterstellt einen hohen technologischen Wandel in Deutschland und im Ausland. Materialeffizienz-, Recycling- und Substitutionspotenziale werden in allen Bereichen der Wirtschaft erschlossen, mengenmäßig relevante Beispiele sind in der Energieerzeugung und -infrastruktur sowie im Bausektor zu finden. Der Endenergiebedarf kann von 2.500 TWh in 2015 auf nur 1.200 TWh reduziert werden (ohne rohstoffliche Bedarfe), der Anteil der erneuerbaren Energien steigt auf 74 % in 2030 und 100 % in 2050. Im Ergebnis wird in diesem Szenario im Jahr 2050 der Primärrohstoffkonsum gegenüber 2010 um 68 % reduziert. Der Anteil der Sekundärmaterialien am gesamten (primär- und sekundär-) Rohstoffbedarf steigt auf 38 %. Pro Person werden nur noch 6,1 Tonnen Rohstoffe konsumiert, davon 2,2 Tonnen Biomasse. Der Rohmaterialkonsum entspricht etwa der Hälfte des gegenwärtigen, durchschnittlichen weltweiten Rohmaterialkonsums. Die materialeffizienten Technologien reduzieren insbesondere die Nachfrage nach Metallen signifikant. Die nationalen Treibhausgase (nach NIR-Systematik) können bis 2050 um 96,4 % gegenüber 1990 reduziert werden. Allerdings können nur im Energie- und Verkehrssektor die Treibhausgase vollständig vermieden werden. In den anderen Quellgruppen Industrie, Landwirtschaft, Abfall und LULUCF (ohne Wald) verbleiben Treibhausgas-Emissionen, die nach dem heutigen Wissensstand noch nicht vollständig vermeidbar sind. In 2050 ist unter Einbeziehung natürlicher Senken Treibhausgasneutralität sicher erreichbar. Quelle: Forschungsbericht
Transformationsprozess zum treibhausgasneutralen und ressourcenschonenden Deutschland - GreenSupreme
(Umweltbundesamt, 2020) Dittrich, Monika; Dünnebeil, Frank; Köppen, Susanne; Institut für Energie- und Umweltforschung; Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE (Kassel); Deutschland. Umweltbundesamt; Purr, Katja; Günther, Jens
Das Umweltbundesamt (UBA) untersucht schon seit vielen Jahren, wie eine nachhaltige Entwicklung sowie eine treibhausgasneutrale und ressourcenschonende Lebensweise erreicht werden kann. Hierfür wurde ein interdisziplinäres Projekt gestartet: "RESCUE" (Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität). Dieses Projekt ist mit einem hohen Anteil an "Eigenforschung" des UBA und einer intensiven Einbindung externer Wissenschaftler über das hier berichtete Forschungsvorhaben (FKZ 3715411150) gelungen. Dabei wurden sechs Szenarien zur Transformation entwickelt. Die Green-Szenarien beschreiben unterschiedlich ambitionierte Transformationspfade zu einem ressourcenschonenden und treibhausgasneutralen Deutschland bis 2050. Das Szenario GreenSupreme (Germany - resource efficient and GHG neutral - Minimierung von Treibhausgas-Emissionen und Rohstoffverbrauch im Betrachtungszeitraum) ist das ambitionierteste Szenario und beinhaltet sowohl ambitionierte technologische als auch gesellschaftliche Änderungen. Im Gegensatz zu den anderen Green-Szenarien findet die Transformation frühzeitiger statt. Dies betrifft nahezu alle Industrie- und Konsumbereiche von der Nahrung, über den Gebäude- bzw. Wohnsektor, die Mobilität bis zum Konsum von Kleidung und anderen Waren und Dienstleistungen. Es beinhaltet ebenso die grundlegende Transformation des Energiesystems einschließlich des Ausstiegs aus fossilen Rohstoffen und einer tiefgreifenden Sektorkopplung. Der Endenergiebedarf kann von 2.500 TWh in 2015 auf nur 1.080 TWh reduziert werden (ohne rohstoffliche Bedarfe), der Anteil der erneuerbaren Energien steigt bereits auf 75 % in 2030 und 100 % in 2050. Im Ergebnis wird in GreenSupreme im Jahr 2050 der Rohmaterialkonsum gegenüber 2010 um 70 % reduziert. Der Anteil der Sekundärmaterialien am gesamten (primär- und sekundär-) Rohstoffbedarf steigt auf 33 %. Pro Person werden nur noch 5,7 Tonnen Rohstoffe konsumiert, davon 2,1 Tonnen Biomasse, die überwiegend für die Ernährung gebraucht werden. Die ambitionierten technologischen Änderungen, einschließlich Substitutionen (wie die der fossilen Rohstoffe durch erneuerbare Energien) sowie Steigerungen der Rohstoffeffizienz und des Recyclings, in Kombination mit einem nachhaltigen Konsum, reduzieren die Nachfrage nach einer Vielzahl von Rohstoffen, so dass unter den Szenario-Annahmen nur noch bei wenigen der untersuchten Metalle unter Fortschreibung aktueller Produktionsmengen und Berücksichtigung gegenwärtig bekannter Reserven eine Knappheit zu erwarten ist. Die Treibhausgasemissionen bilanziert nach NIR ohne Berücksichtigung der Senken können bis 2050 um 96,7 % gegenüber 1990 reduziert werden, bis 2030 liegt der Rückgang der THG-Emissionen bereits bei 70,1 %. Allerdings können nur im Energie- und Verkehrssektor die Treibhausgase bis 2050 vollständig vermieden werden. In den anderen Quellgruppen Industrie, Landwirtschaft, Abfall und LULUCF (ohne Wald) verbleiben THG-Emissionen, die nach dem heutigen Wissensstand noch nicht vollständig vermeidbar sind. In 2050 ist unter Einbeziehung natürlicher Senken Treibhausgasneutralität sicher erreichbar. Quelle: Forschungsbericht
Transformationsprozess zum treibhausgasneutralen und ressourcenschonenden Deutschland - Vergleich der Szenarien
(Umweltbundesamt, 2020) Dittrich, Monika; Dünnebeil, Frank; Köppen, Susanne; Institut für Energie- und Umweltforschung; Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE (Kassel); Deutschland. Umweltbundesamt; Purr, Katja; Günther, Jens
Das Umweltbundesamt (UBA) untersucht schon seit vielen Jahren, wie eine nachhaltige Entwicklung sowie eine treibhausgasneutrale und ressourcenschonende Lebensweise erreicht werden kann. Hierfür wurde ein interdisziplinäres Projekt gestartet: "RESCUE" (Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität). Dieses Projekt ist mit einem hohen Anteil an "Eigenforschung" des UBA und einer intensiven Einbindung externer Wissenschaftler über das hier berichtete Forschungsvorhaben (FKZ 3715411150) gelungen. Dabei wurden sechs Szenarien zur Transformation entwickelt. Die Green-Szenarien beschreiben unterschiedlich ambitionierte Transformationspfade zu einem ressourcenschonenden und treibhausgasneutralen Deutschland bis 2050. Dieser Bericht ist eine Synthese und ein Vergleich der zentralen Ergebnisse zu den Treibhausgasemissionen und der Rohstoffinanspruchnahmen der sechs Green-Szenarien. Die größten Unterschiede finden sich über nahezu alle Vergleichsparameter zwischen dem am wenigsten ambitionierten Transformationspfad in GreenLate auf der einen Seite und dem ambitioniertesten Transformationspfad in Green-Supreme auf der anderen Seite. Im Gegensatz dazu sind die Unterschiede zwischen den (im Vergleich zu GreenEe1) zusätzlichen Ressourceneffizienzanstrengungen in GreenMe und den zusätzlichen Lebensstiländerungen in GreenLife gering, wenn auch im Detail vorhanden. Eine sehr ambitionierte Transformation, wie sie GreenSupreme zeigt, spart im Vergleich zu einer weniger ambitionierten Transformation wie im GreenLate-Szenario insgesamt 4,8 Mrd. Tonnen CO2Äq bis 2050 und 5,7 Mrd. Tonnen Primärrohstoffe. Quelle: Forschungsbericht
Weiterentwicklung von Kriterien und Ansätzen einer Nachhaltigkeitsbewertung der Bioenergie im Rahmen der GBEP
(Umweltbundesamt, 2021) Fehrenbach, Horst; Köppen, Susanne; Giegrich, Jürgen; Institut für Energie- und Umweltforschung; IINAS GmbH; Deutschland. Umweltbundesamt; Seven, Jan
Die Global Bioenergy Partnership (GBEP) arbeitet seit 2005 als breit getragene zwischenstaatliche Partnerschaft mit weltweiter Anerkennung im komplexen Themenfeld der Bioenergie gewachsen und stellt eine Plattform für die Konsensfindung zu Nachhaltigkeitsfragen für Bioenergieträger und die Bioenergienutzung dar. Als Meilenstein gilt die Erarbeitung der 24 GBEP Nachhaltigkeitsindikatoren für Bioenergie (GSI). Deutschland hat als aktives Mitglied von Beginn in der GBEP mitgewirkt und die Prozesse dabei maßgeblich mitgestaltet. ifeu und IINAS unterstützen die für BEP zuständigen deutschen Regierungsstellen seit 2006 bezüglich fachlicher Arbeiten und Inhalte im Rahmen der GBEP. Im Rahmen dieses Projekts wurden dabei folgende Aufgaben durchgeführt: - Teilnahme an den Treffen der GBEP inklusive fachlicher Vor- und Nachbereitung und dabeiunmittelbare Unterstützung von BMWi und BMEL. - Die fortgesetzte aktive Mitwirkung in den Arbeitsgremien der GBEP, wie die Working Groupon Capacity Building (WGCB) und die Task Force on Sustainability (STF), darin dieWahrnehmung von Leitungsaufgaben und die Erstellung von Arbeitspapieren und Leitfäden. - Die erneute Messung der GSI in Deutschland und damit die Erstellung des zweiten Länder-reports für Deutschland - Unterstützung von aus dem IKI-Programm finanzierten GSI-Anwendungsprojekte in denLändern Äthiopien, Kenia, Paraguay und Vietnam Quelle: Forschungsbericht