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Veröffentlichung CO₂-Bepreisung im Verkehrs- und Gebäudebereich sozialverträglich gestalten(Umweltbundesamt, 2022)Eine ambitionierte CO₂-Bepreisung über den Emissionshandel ist ein maßgeblicher Hebel zum Erreichen der gesetzlichen Klimaziele im Gebäude- und Verkehrsbereich. Dies macht Klimaschutzmaßnahmen wirtschaftlich, sichert durch eine verbindliche Emissionsobergrenze die Zielerreichung ab und hilft, die volkswirtschaftlichen Kosten des Klimaschutzes niedrig zu halten. Allerdings muss sichergestellt werden, dass dabei keine sozialen Härten entstehen. Wie dies möglich ist, zeigt die vorliegende Studie des Umweltbundesamts (UBA). Im Kern schlägt das UBA die Rückverteilung der Einnahmen aus dem nationalen Emissionshandel an die Bürgerinnen und Bürger über eine Klimaprämie und ergänzende Förderprogramme für vulnerabel Haushalte vor.Veröffentlichung Projektionsbericht 2023 für Deutschland(Umweltbundesamt, 2023)Der deutsche Projektionsbericht 2023 beschreibt die projizierte Entwicklung der Treibhausgasemissionen in Deutschland in einem Mit-Maßnahmen-Szenario (MMS) sowie in einem Mit-Weiteren-Maßnahmen-Szenario (MWMS) für die Jahre 2023 bis 2050. Die Darstellung der Ergebnisse erfolgt gemäß dem Zuschnitt der Sektoren des Bundes-Klimaschutzgesetzes 2021 (Energiewirtschaft, Industrie, Gebäude, Verkehr, Landwirtschaft, Landnutzung, LULUCF sowie Abfallwirtschaft und Sonstiges) sowie gemäß der Unterteilung in Emissionen unter der europäischen Lastenteilungsverordnung (ESR) und dem europäischen Zertifikathandel (EU-ETS 1).Das Ziel der Netto-Treibhausgasneutralität bis 2045 wird in beiden Szenarien nicht erreicht. Die Gesamtlücke zu den Zielen bis zum Jahr 2030 beträgt 331 Mio. t CO2-Äquivalente (MMS) und 194 Mio. t CO2-Äquivalente (MWMS).Veröffentlichung Strommarkt und Klimaschutz: Transformation der Stromerzeugung bis 2050(Umweltbundesamt, 2021) Burstedde, Barbara; Nicolosi, Marco; Connect Energy Economics; Deutschland. Umweltbundesamt; Lünenbürger, Benjamin; Klaus, Thomas; Werlein, MaxUm die Klimaziele des Übereinkommens von Paris einzuhalten, ist eine Transformation zur Dekarbonisierung der Energieversorgung notwendig. Für Europa bedeutet dies u. a. aufgrund landwirtschaftlicher Sockelemissionen eine weitestgehend CO2-freie Stromerzeugung bis spätestens 2050. Damit dieses Ziel im Rahmen einer nachhaltigen Entwicklung erreicht werden kann, ist eine weitestgehend auf erneuerbaren Energieträgern (EE) basierende Stromver-sorgung erforderlich. Die entsprechende Transformation birgt Herausforderungen für das Stromsystem, die durch eine Vielzahl technologischer Optionen gelöst werden können. Daher stellt sich die Frage, welche dieser sehr vielfältigen Optionen wann und in welchem Umfang genutzt werden sollten. Dabei sind die Substitutionsmöglichkeiten zwischen den Optionen und die komplexen Wechselwirkungen zwischen allen Systemelementen zu beachten. Das Umweltbundesamt (UBA) hat die Connect Energy Economics GmbH (Connect) daher damit beauftragt, effiziente Transformationspfade der Stromerzeugung bis 2050 modellgestützt zu identifizieren. Die analysierten Szenarien bilden dabei die Entwicklung des deutschen und europäischen Versorgungssystems bei ambitionierten CO2-Zielen unter verschiedenen Rahmenbedingungen ab. Die Ergebnisse der Szenarien zeigen, dass sich die analysierten Transformations-pfade des Stromsystems durch große technologische Vielfalt, hohe Flexibilität und eine umfassende Nutzung der Vorteile des europäischen Binnenmarktes für Strom auszeichnen. Auch für sehr ambitionierte Klimaziele bestehen Lösungen für eine weitestgehend CO2-freie und zugleich kostengünstige und sichere Versorgung. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Transformation des Strommarktes bis 2050 - Optionen für ein Marktdesign mit hohen Anteilen erneuerbarer Energien(Umweltbundesamt, 2021) Burstedde, Barbara; Nicolosi, Marco; Connect Energy Economics; Deutschland. Umweltbundesamt; Lünenbürger, Benjamin; Klaus, Thomas; Werlein, MaxEine CO2-arme Stromversorgung auf Basis erneuerbarer Energien ist ein integraler Bestandteil eines ambitionierten, langfristigen Klimaschutzvorhabens. Die Dekarbonisierung der Stromversorgung im Rahmen einer nachhaltigen Entwicklung erfordert eine vollständige Umstellung auf erneuerbare Energien (EE) und infolge dessen eine strukturelle Anpassung des residualen Kraftwerksparks, eine Flexibilisierung der Nachfrage, Netzausbau sowie eine verstärkte Nutzung der Schnittstellen des Stromsektors zum Wärme- und zum Verkehrssektor (Sektorkopplung). Um den Transformationsprozess sicher und kostengünstig zu gestalten, müssen Rahmenbedingungen im Markt- und Regulierungsdesign geschaffen werden, die den EE-Ausbau unterstützen und das Zusammenspiel der Systemelemente effizient organisieren. Um den Anforderungen der erneuerbaren Energien und der Transformation gerecht zu werden, entwickelte dieses Projekt einen konsistenten Synthesevorschlag für das Markt- und Regulierungsdesign für die Zeit bis 2050. Dieser sieht für den Strommarkt ein Energy-Only-Marktdesign vor, das die bestmöglichen Voraussetzungen für eine wettbewerblich organisierte Flexibilisierung des Stromsystems schafft. Flexibilitätsoptionen und die Integration des europäischen Binnenmarktes können einen wesentlichen Beitrag zur EE-Integration und zur Stabilisierung ihrer Marktwerte leisten. Letzteres unterstützt die Wirtschaftlichkeit der erneuerbaren Energien. Im EE-Fördersystem sollten die Marktwerte als zentrale Größe bei der Bestimmung der Förderhöhe und im Anreizsystem berücksichtigt werden, sodass effiziente Anreize für den Zubau und die Marktintegration gesetzt werden. Weiterentwickelte Ausschreibungssysteme auf Basis variabler bzw. gleitender Marktprämien können diese Anforderungen erfüllen. Langfristig können auch Power Purchase Agreements eine wichtige (ergänzende) Rolle für die Finanzierung der EE spielen. Ein Energy-Only-Marktdesign kann die Versorgungssicherheit effizient gewährleisten. Zur Absicherung gegen ungewisse Extremereignisse kann eine Kapazitätsreserve dienen, da sie das Anreizsystem nicht verzerrt. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Kapazitätskredit erneuerbarer Energien - welchen Beitrag zur Versorgungssicherheit können Wind- und Solarenergie leisten?(Umweltbundesamt, 2021) Burstedde, Barbara; Nicolosi, Marco; Connect Energy Economics; Deutschland. Umweltbundesamt; Lünenbürger, Benjamin; Klaus, Thomas; Werlein, MaxWir beschäftigen uns mit der Frage, wie viel konventionelle Kraftwerkskapazität durch dargebotsabhängige erneuerbare Energien bei gleichbleibender Lastdeckungswahrscheinlichkeit eingespart werden können. Der Kapazitätskredit ist ein Indikator für diese Substitutionsbeziehung. Unsere Analysen konzentrieren sich auf den Kapazitätskredit von Windenergie und Photovoltaik und damit auf die beiden bedeutendsten dargebotsabhängigen EE-Technologien. Wir entwickeln dafür bestehende Methoden weiter, um insbesondere räumliche Durchmischungseffekte im europäischen Binnenmarkt unter Berücksichtigung begrenzter Netzkapazitäten sowie dynamische Anpassungsprozesse konventioneller Kapazitäten erfassen zu können. Die durchgeführten Analysen zeigen, wie anhand der weiterentwickelten Methode und auf Basis einer umfangreichen Datengrundlage aus zehn historischen Wetterjahren der Kapazitätskredit der erneuerbaren Energien unter Berücksichtigung der wetterabhängigen, stochastischen Eigenschaften der Last und der Einspeisung erneuerbarer Energien und unter Unsicherheit über Kraftwerksausfälle berechnet werden kann, sowohl bei engpassfreien als auch bei begrenztem internationalen Austausch und bei einer dynamischen Anpassung der konventionellen Kraft-werksleistung an die EE-Durchdringung. Wir berechnen den Kapazitätskredit für insgesamt 15 Szenarien, in denen wir u. a. die EE-Technologien, ihre räumliche Verteilung und die europäischen Interkonnektorkapazitäten variieren. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Erkenntnisse zu Umweltwirkungen von Smart Metern(Umweltbundesamt, 2021) Gährs, Swantje; Weiß, Julika; Bluhm, Hannes; Institut für Ökologische Wirtschaftsforschung (Berlin); Deutschland. Umweltbundesamt; Pfeiffer, David; Futterlieb, MatthiasDer europäische Smart-Meter-Rollout wird von den Mitgliedsstaaten sehr heterogen umgesetzt. Die Publikation legt dar, wo die einzelnen Mitgliedsstaaten aktuell stehen und welche Erfahrungen daraus für den Rollout in Deutschland aus ökologischer Sicht zu ziehen sind. Der Fokus liegt dabei auf dem Einbau von Smart Metern in Privathaushalten und deren Beitrag zur Umweltbelastung oder -entlastung sowie die damit verbundenen Potenziale in der Klimaschutzwirkung. Dabei sind die Erkenntnisse, die sich aus den Mitgliedsstaaten der EU ziehen lassen durch eingeschränkte Vergleichbarkeit und fehlende wissenschaftliche Auswertungen zur ökologischen Auswertung begrenzt. Daher wurden im Rahmen der Analyse auch eigene Berechnungen zu den ökologischen Effekten von Smart Metern auf Haushaltsebene sowie auf Ebene des gesamten Smart-Meter-Rollouts in Haushalten durchgeführt. Zentrale Aussage der Analyse ist, dass der Smart-Meter-Rollout nicht automatisch zu positiven Umwelteffekten führt. Für eine Nettoeinsparung ist insbesondere ein differenziertes und verständliches Feedback an die Nutzer*innen zentrale Voraussetzung. Ein optimierter Ressourcen- und Energieeinsatz zum Betrieb und die Lebensdauer der Geräte sind ebenfalls notwendig, um die positiven Effekte zu heben. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung NDC Design(Umweltbundesamt, 2021) Casas, Maria Jose de Villafranca; Höhne, Niklas; Mooldijk, Silke; NewClimate - Institute for Climate Policy and Global Sustainability gGmbH; Öko-Institut. Büro Berlin; Deutschland. Umweltbundesamt; Pischke, FrederikDie Analyse zeigt, dass die Länder im Allgemeinen gut bewertet werden bezüglich Vollständigkeit und Transparenz ihres neuen NDCs. Die Regeln des Übereinkommens von Paris zum Inhalt und zur Berichterstattung von NDCs wirken sich positiv aus; die meisten Länder liefern die notwendigen Informationen gemäß dieser Regeln. Allerdings werden die Elemente, die für den Erfolg des Ambitionszyklus entscheidend sind, d. h. die Erhöhung der Minderungsziele in jeder Runde und ein Plan für die Umsetzung der Ziele, von vielen Ländern nur teilweise abgedeckt. Von den analysierten NDCs zeigte weniger als die Hälfte höhere Minderungsambitionen im Vergleich zu ihrem ersten NDC. Viele Ziele blieben im Vergleich zum ersten NDC unverändert oder wurden aufgrund geänderter Parameter, z. B. der Baseline-Emissionen, als weniger ambitioniert eingestuft. Vielen Ländern fehlt ein klarer Umsetzungsplan für die Ziele: In vielen Fällen wurden Maßnahmen noch nicht in die nationale Gesetzgebung aufgenommen, aber die Vorbereitungen sind im Gange. Mit dem derzeitigen System können Länder ihre NDCs "gut aussehen" lassen, indem sie alle Anforderungen an Umfang und Transparenz erfüllen, aber erst nach einer tieferen Analyse wird klar, dass ihre NDCs nicht ambitionierter sind oder dass ein Umsetzungsplan fehlt. Um solche Mängel aufzudecken und um dem Ambitionszyklus des Übereinkommens von Paris zum Erfolg zu verhelfen, ist sorgfältige Prüfung der NDCs notwendig. Unter dem Übereinkommen von Paris sind alle Länder verpflichtet, ihre nationalen Beiträge (Nationally Determined Contributions, NDCs) alle fünf Jahre zu aktualisieren und zu verbessern und dadurch ihre Ambitionen mit jedem Zyklus zu steigern. Die ersten NDCs wurde ab 2015 als beabsichtigte nationale Beiträge eingereicht. Für den aktuellen Zyklus haben viele Länder ihre Aktualisierungen 2020/2021 eingereicht, andere sind noch im Aktualisierungsprozess. Ziel dieses Projekts war es, eine Methode zur systematischen Bewertung der Ausgestaltung von NDCs zu entwickeln und diese auf 20 NDCs anzuwenden. Es gibt zwar mehrere Instrumente zur Analyse von NDCs, aber nicht alle sind gleichermaßen umfassend, prägnant, replizierbar und vergleichbar. Unsere Methode zielt darauf ab, die Lücke zu schließen, indem sie diese Kriterien berücksichtigt und neue Erkenntnisse zur Ausgestaltung der NDCs liefert. Wir untersuchen die NDCs entlang von Schlüsselelementen, die für den Erfolg des NDC-Ambitionszyklus entscheidend sind: 1. erhöhtes Minderungsziel, 2. umfassende Darstellung, 3. Plan für die Umsetzung und 4. Transparenz. Diese Methode wurde auf 20 NDCs angewandt, wobei eine Vielfalt an geografischen Kontexten sowie NDCs mit unterschiedlichen Schwerpunkten, Zieltypen und Minderungsansätzen berücksichtigt wurden. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Criteria for the evaluation of climate protection scenarios(Umweltbundesamt, 2021) Duwe, Matthias; Evans, Nick; Voß, Philipp; Ecologic Institut; Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung; Deutschland. Umweltbundesamt; Knoche, GuidoMit dem Übereinkommen von Paris ist das Thema langfristige, strategische Planung für die Erreichung transformativer Klimaschutzziele in den Fokus gerückt. Klimaschutzszenarien spielen eine entscheidende Rolle in der langfristigen Klimaschutzplanung. Die Modellierung - die in solchen Szenarien durchgeführt wird - informiert die Entwicklung von 2050 Klimaschutzstrategien, die der Politik als Richtschnur für die Entwicklung hin zu einer klimaneutralen Gesellschaft dienen können. Alle EU Mitgliedstaaten waren aufgefordert, bis Anfang 2020 solche nationale Klimaschutzstrategien vorlegen. Aufgrund von inhaltlichen und methodischen Unterschieden der entsprechenden Klimaschutzszenarien und deren zugrundeliegenden Modellierungen, unterscheiden sich diese Strategien wesentlich in Hinsicht auf Ambition, Umfang und Inhalt. Um dieser Vielfalt Struktur zu geben, beschreibt dieser Bericht einen Kriterienkatalog für die vergleichende und normative Auswertung langfristiger Klimaschutzszenarien, so wohl in Europa als auch weltweit. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Nature-based solutions and global climate protection(Umweltbundesamt, 2022) Reise, Judith; Siemons, Anne; Böttcher, Hannes; Öko-Institut. Büro Berlin; Deutschland. Umweltbundesamt; Auerochs, Hannah; Erxleben, FriederikeNaturbasierte Lösungen (NbS) schaffen Synergien zwischen dem Schutz der Biodiversität und gesellschaftlichen Herausforderungen wie dem Klimawandel. In diesem Papier wird eine Arbeitsdefinition von NbS abgeleitet, die sich auf andere bestehende Definitionen, insbesondere auf die Definition der IUCN (2016) stützt. Sie enthält zentrale Elemente der bestehenden Definitionen, die für den Rahmen dieser Studie wichtig sind. Das globale Minderungspotenzial von NbS in relevanten Studien für Wälder, Ackerland, Grünland, terrestrische und küstennahe Feuchtgebiete sowie Siedlungen wird kritisch analysiert und es werden Empfehlungen für die internationale Klimapolitik abgeleitet. Die Studie kommt zu dem Ergebnis, dass die in der wissenschaftlichen Literatur angegebenen Potenziale das realistische Potenzial von NbS für den Klimaschutz wahrscheinlich überschätzen. Dies ist auf das Fehlen integrierter Studien, zu optimistische Annahmen zur Flächenverfügbarkeit und die Qualität der verfügbaren Informationen zurückzuführen. Außerdem werden der Einfluss von Maßnahmen auf Treibhausgasflüsse, Unsicherheiten in Bezug auf Kohlenstoffflüsse und Quantifizierungsmethoden sowie Klimawandelauswirkungen nicht berücksichtigt. Die Mehrzahl der Studien, die das Minderungspotenzial von NbS untersuchen, konzentriert sich auf das technische Minderungspotenzial. Allgemeine ökologische Einschränkungen wie bestehende Bedrohungen für Ökosysteme, Auswirkungen auf die Biodiversität, Landnutzungskonflikte und andere soziale, kulturelle und politische Hindernisse sowie das Risiko der Nicht-Permanenz von Minderungserfolgen schränken die Minderungspotenziale weiter ein. Der Beitrag von NbS bei der Bekämpfung des Klimawandels und der Erzielung ökologischer und sozialer Co-Benefits wird in hohem Maße davon abhängen, ob die direkten und indirekten Belastungen der Ökosysteme aufgrund der vorherrschenden Produktions- und Konsummuster beseitigt werden. Dennoch sollten die Unsicherheiten in Bezug auf die Quantifizierung der Minderungseffekte von NbS nicht als Argument gegen ihre Umsetzung verwendet werden. Sie sollten auch nicht als Vorwand dienen, um ehrgeizige Minderungsmaßnahmen zur Reduzierung von Emissionen zu verzögern. Im Rahmen des UNFCCC-Verhandlungsprozesses können die Informationen über NbS in den zweijährlichen Transparenzberichten als Grundlage für technische Diskussionen dienen, um Methoden und Indikatoren von NbS im Kontext der NDCs weiterzuentwickeln, und um finanzielle Unterstützung bereitzustellen. Bei der Umsetzung von Aktivitäten unter Artikel 6 des Übereinkommens von Paris müssen die spezifischen Risiken im Zusammenhang mit NbS berücksichtigt werden. Bei der Entwicklung von Verfahren oder Unterstützungsregelungen zur Förderung von NbS müssen soziale und ökologische Schutzmaßnahmen eingeführt werden. Zur Förderung von Synergien ist eine Kohärenz mit der Arbeit im Rahmen anderer internationaler politischer Rahmenwerke wie den anderen Rio-Konventionen erforderlich. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Potenziale der Digitalisierung für die Minderung von Treibhausgasemissionen im Energiebereich(Umweltbundesamt, 2021) Gährs, Swantje; Bluhm, Hannes; Dunkelberg, Elisa; Institut für Ökologische Wirtschaftsforschung (Berlin); Deutschland. Umweltbundesamt; Pfeiffer, DavidIn der Debatte um den Beitrag der Digitalisierung zu den Energie- und Klimaschutzzielen blieb eine ganzheitliche und vergleichbare Bewertung der damit verbundenen Umweltwirkungen lange unberücksichtigt. Ziel der vorliegenden Studie war es, eine übertragbare Methode zur Umweltbewertung der Digitalisierung im Endkundenmarkt des Energiebereichs zu entwickeln, in ausgewählten Fallstudien anzuwenden und politische Handlungsempfehlungen zu erarbeiten. Die entwickelte Methode basiert auf der etablierten Ökobilanzierung und einer systematischen Einteilung der potenziell auftretenden Umweltwirkungen. In der Methodenanwendung werden direkte Umwelteffekte digitaler Technologien (Herstellung, Nutzung, Entsorgung) und indirekte Effekte (z. B. erhöhter Einsatz von erneuerbaren Energien, Steigerung der Energieeffizienz, Rebound-Effekte) gegenübergestellt. Die Methode wurde in fünf ausgewählten Fallstudien angewendet: (1) Wetterprognosesteuerung von Heizanlagen, (2) Online-Effizienzüberwachung von Heizanlagen, (3) Smarte Stromverbrauchserfassung über Smart Meter mit Feedback-System, (4) Stromspeicher auf Haushaltsebene als Teil eines virtuellen Verbunds und (5) Stromnetzdienlicher Betrieb von Wärmepumpen und Elektroladestationen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Digitalisierung im Endkundenmarkt des Energiebereichs zum Klimaschutz beitragen kann. Gleichwohl bestehen Unsicherheiten bei der Bewertung indirekter Effekte. Abhängig vom Anwendungsfall sind unter bestimmten Rahmenbedingungen auch Umweltnachteile möglich. Hochgerechnet auf ganz Deutschland können die untersuchten Anwendungen unter den aktuellen Marktbedingungen nur einen geringen Beitrag zum Erreichen der Klimaschutzziele 2030 leisten. Auch wenn dieser Beitrag über politische Maßnahmen ausgebaut wird, kann die Digitalisierung andere zentrale Klimaschutzmaßnahmen wie Gebäudesanierung und Energieträgerwechsel nur ergänzen und nicht ersetzen. Quelle: Forschungsbericht
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