Strom aus der Wüste: keine Fata Morgana

Die Energiepolitik steht vor zwei großen Herausforderungen: Erstens wird fossile Energie in Zukunft immer knapper und teurer, und weltweite Konflikte um Rohstoffe werden weiter zunehmen. Zweitens führt die Verbrennung fossiler Energieträger, insbesondere von Kohle, zu einem Anstieg der Emissionen klimagefährlicher Treibhausgase. Deshalb muss der Anteil erneuerbarer Energien an der Energieversorgung deutlich zunehmen. Sie stehen anders als fossile Energien nahezu unbegrenzt zur Verfügung, und bei ihrer Nutzung entstehen kaum klimagefährliche Treibhausgase. Insbesondere der großflächige Einsatz von Sonnenenergie zur Stromgewinnung hat enorme Potentiale. Theoretisch könnte mit in Nordafrika installierten solarthermischen Kraftwerken auf einer Fläche von ungefähr der Größe Hessens der gesamte europäische Strombedarf gedeckt werden. Voraussetzung für den verlustarmen Import großer Strommengen aus dem Mittelmeerraum ist allerdings der Aufbau von Hochspannungs- Gleichstromleitungen. Ein europäischer Netzausbau könnte auch die Marktintegration heimischer erneuerbarer Energien wie der Windkraft erleichtern und nicht zuletzt den Wettbewerb auf dem Strommarkt verbessern.Electricity trade, Solar energy, DESERTEC

Wo viel geforscht wird, wird nicht immer viel gefördert

In Deutschland informieren zwei Statistiken über die Entwicklung und die Struktur von staatlichen Fördermitteln für Forschung und Entwicklung (FuE) in der Wirtschaft: die FuE-Statistik des Stifterverbandes für die Deutsche Wissenschaft sowie die Statistik des Bundesministeriums für Bildung und Forschung zu den "Ausgaben des Bundes für Wissenschaft, Forschung und Entwicklung". Auf der Grundlage dieser beiden Quellen gibt der Wochenbericht einen Überblick über die Verteilung staatlicher FuE-Förderung. Es stellt sich heraus, dass einige forschungsintensive Branchen - wie der "Luft- und Raumfahrzeugbau" - überdurchschnittlich stark gefördert werden. Andere, ebenfalls FuE-intensive Branchen wie die Chemische Industrie erhalten deutlich weniger staatliche Zuwendungen für FuE. Generell werden kleine Unternehmen deutlich stärker unterstützt als größere. Diese ungleiche Förderintensität reflektiert die Schwerpunktsetzung der Forschungs- und Innovationspolitik auf bestimmte Technologiefelder oder Unternehmensgrößen. Im zweiten Teil des Berichts wird die Informationslage über die Inanspruchnahme von FuE-Fördermitteln diskutiert. Da die beiden Statistiken in Hinblick auf Erfassungsgrad, Konsistenz und Aktualität nicht harmonisiert sind, ist die Informationslage gegenwärtig noch unbefriedigend und bedarf einer Weiterentwicklung.Research and development, Funding

Auf dem Weg zum (de-)zentralen Energiesystem? Ein interdisziplinärer Beitrag zu wesentlichen Debatten

Mit Blick auf die energie- und klimapolitischen Ziele umfasst die deutsche Energiewende mehr als den Ausstieg aus der Atomtechnik, die Steigerung der Energieeffizienz und den Ausbau der erneuerbaren Energien bei der Stromproduktion. Sie schließt neben einer Stromwende auch eine Wärme- und Verkehrswende mit ein. Allen Umbrüchen in den verschiedenen Sektoren ist gemeinsam, dass sich Fragen von Zentralität und Dezentralität neu stellen. Dieser Beitrag nähert sich unterschiedlichen Dimensionen von (De-)Zentralität aus verschiedenen fachlichen Perspektiven an. Aus technisch-naturwissenschaftlicher Sicht gibt es unterschiedliche (de-)zentrale Strategien der Systemintegration fluktuierender erneuerbarer Stromerzeugungsanlagen. Aus ökonomischer Perspektive dürften stärker dezentral ausgerichtete Markt- und Systemstrukturen einerseits zu Effizienzeinbußen führen; andererseits könnten sie entsprechenden Konsumentenpräferenzen sowie lokalen Kosten- und Nutzeneffekten möglicherweise besser gerecht werden. Aus raumwissenschaftlicher Sicht führt der tendenziell höhere Flächenbedarf dezentraler erneuerbarer Energien zu neuen Diskursen, Governanceformen und regionalen Handlungsräumen. Aus agrarökonomischer Perspektive stellen sich Fragen der (De-)Zentralität vor allem in Hinblick auf die Implikationen unterschiedlicher Produktions- und Organisationsstrukturen der biomassebasierten Energie. Aus sozialwissenschaftlicher Perspektive stehen Fragen der Akzeptanz der Energiewende im Mittelpunkt der (De-)Zentralitätsdebatte, insbesondere erfolgversprechende Partizipationsmöglichkeiten sowie eine faire Nutzen- und Lastenverteilung. Mit der hier vorgenommenen multidisziplinären Betrachtung entsteht ein heterogenes Bild. Deutlich wird, dass eine postfossile Energiezukunft kontingent ist und die Beantwortung von Fragen zum Spannungsverhältnis von Zentralität und Dezentralität unumgänglich ist.Considering its energy and climate policy goals, the German energy transition means more than phasing out nuclear technology, increasing energy efficiency, and expanding renewable energy’s role for electricity generation. It encompasses heating and transportation in addition to electricity. All of the disruptions in the various sectors have one thing in common: questions of centralization and decentralization are being re-phrased. This article approaches various aspects of (de)centralization from the perspectives of different disciplines. From the technical and scientific viewpoint, there are different strategies for integrating fluctuating renewable electricity into the energy system. From the viewpoint of economics, market and system structures that tend toward decentralization on the one hand lead to efficiency losses. On the other hand, they may be better at satisfying specific consumer preferences and local cost and benefit effects. The field of spatial analysis says the area required by decentralized renewable energy tends to be higher, which will lead to new discourses, forms of governance, and regional spheres of activity. The agricultural economics perspective raises issues of (de)centralization that primarily focus on the implications of different modes of production and organization of biomass-based energy supply. The social sciences perspective puts issues related to the acceptance of the energy transition - including promising opportunities for participation and the fair distribution of benefits and burdens - at the center of the (de)centralization debate. The interdisciplinary approach taken here creates a heterogeneous picture. It points out that the post-fossil fuel era is contingent and cannot detach itself from the charged relationship between centralization and decentralization

Akteure und ihre Beiträge zur großen Transformation in ausgewählten Handlungsfeldern: Kommunale Smart-City-Ansätze als Treiber nachhaltiger urbaner Transformationen?

Der Beitrag analysiert die Verbindung zwischen Nachhaltigkeitstransformationen und Smart-City-Ansätzen in deutschen Städten. Hierzu werden bestehende Studien zum Prozess der Digitalisierung in deutschen Kommunen ausgewertet und die Bezüge zu einer nachhaltigen Stadtentwicklung aufgezeigt. Schwerpunkt der Analyse ist die Frage, ob Smart-City-Akteure als Pioniere des Wandels zu mehr Nachhaltigkeit dienen können und in welchen Handlungsfeldern Smart-City-Aktivitäten verankert sind. Im Rahmen des Beitrags wird deutlich, dass Digitalisierung und Smart City durchaus Potenziale bieten, um Nachhaltigkeitstransformationen auf Ebene der Städte zu unterstützen. Bislang ist der Nachhaltigkeitsbezug in Smart-City-Strategien jedoch eher Lippenbekenntnis und weniger strategisch eingesetztes Instrument für eine große Transformation. Eine Ausrichtung von Smart-City-Strategien an den Sustainable Development Goals (SDGs) böte den Akteuren jedoch einen adäquaten Rahmen, um nachhaltige und smarte Städte zu schaffen.The article analyses the link between sustainability transformations and smart-city approaches in German cities. Here existing research into the process of digitalisation in German municipalities are evaluated and links to sustainable urban development traced. The analysis focuses on whether smart-city actors can serve as pioneers of a sustainability transformation and on the fields of action in which smart-city activities are anchored. In the course of the article it becomes clear that digitalisation and smart-city approaches have the potential to support sustainability transformations on the level of the cities. However, to date references to sustainability in smart-city strategies tend to be lip service rather than providing a strategic instrument for great transformation. Orienting smart-city strategies towards sustainable development goals would, however, offer actors an adequate framework to create sustainable and smart cities

Cross-Impact-Analysen zur Transformation städtischer Energieinfrastrukturen am Beispiel KWK und Wasserstoff: Ergebnisse des Teilprojekts "Transformation und Vernetzung städtischer Energieinfrastrukturen" im Gesamtprojekt "Energiewende Ruhr"

Der hier vorliegende Report ist das Ergebnis des Teilprojekts "Transformation und Vernetzung städtischer Energieinfrastrukturen", welches Teil des "Rahmenprogramms zur Umsetzung der Energiewende in den Kommunen des Ruhrgebiets - Energiewende Ruhr" ist. Die Transformation der Energieinfrastruktur, in einer Region die noch immer überwiegend auf zentrale Erzeugung und entsprechende Versorgungssysteme ausgerichtet sind, zählt zu den großen Herausforderungen einer gelungenen Energiewende - auch wenn nur ein Teil dieser Herausforderungen in der Region selbst beeinflusst werden kann. Im Rahmen des Teilprojekts wurden zentrale technologisch-infrastrukturelle Herausforderungen im Kontext der Umsetzung der Energiewende im kommunalen Bereich analysiert. Insbesondere war hierbei von Interesse, wie das gezielte Vernetzen unterschiedlicher Infrastrukturbereiche (Strom, Wärme, Verkehr) einen Beitrag dazu leisten kann, Effizienzpotenziale zu heben und damit ein nachhaltiges und zukunftsfähiges Infrastruktursystem zu schaffen. Inhaltlich fokussierten die Analysen auf die Bereiche Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) und Wasserstoff. Bislang wurden solche mittel- und langfristigen Transformationsprozesse häufig allein durch technologiebezogene Szenarien und Strategien beschrieben. Der Ansatz erweist sich zunehmend als nicht zielführend, da er sich zu sehr auf einzelne Technologiebereiche beschränkt und das systemische Zusammenspiel zu wenig beleuchtet. Zudem werden weitere Faktoren (Nutzerverhalten, Investitionsentscheidungen, finanzielle Handlungsspielräume auf der Verbraucherseite, Akteursnetzwerke etc.) zumeist nur marginal betrachtet. Im Rahmen des Projekts wurde daher der methodische Zugang einer Cross-Impact-Bilanz gewählt, um diskursiv und partizipatorisch qualitative Zukunftsbilder für die Technologiebereiche zu entwerfen

Techniken zur Energiewende - studentische Fachkonferenz im Masterstudiengang Elektrische Systeme

Die studentische Fachkonferenz im Rahmen des Seminars im Masterstudiengang Elektrische Systeme in der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik wird zum sechsten Mal veranstaltet. Alle Studierenden erarbeiten unter dem vorgegebenen Rahmenthema eigene Beiträge, recherchieren, ergänzen, stellen die aktuellen Erkenntnisse zu wissenschaftlichen Publikationen zusammen. Die Energiewende ist seit einigen Jahren ein heiß diskutiertes Thema. Die dezentrale Energieversorgung unter Anwendung erneuerbarer Quellen, insbesondere Wind- und Solarkraft, ist langfristig gesehen die einzige Antwort auf die Ausbeutung der Erde und Zerstörung der Umwelt durch Gewinnung nichtregenerativer Energien, insbesondere Öl, Erdgas und Uran. Allerdings gibt es noch viele Bereiche, die intensive wissenschaftliche und entwicklungstechnische Arbeiten benötigen. Wie aus dem Titel durch Verwendung des Wortes „zur“ anstatt „der“ schon erkennbar, werden in dieser Fachtagung weniger die Techniken betrachtet, die schon zum Einsatz kommen, sondern zukünftige Techniken, die gedanklich auf Papier gebracht wurden, oder inzwischen das Stadium der Machbarkeitsstudie erreicht haben. Das Thema Energiewende beinhaltet ein sehr breites Feld von Techniken. Daher haben sich die Teilnehmer auf nur wenige, wichtige Gebiete konzentriert: Regenerative Energiegewinnung, Elektromobilität, Speichertechnologien und Smart Grid. Durch das intensive Befassen mit diesen Themen haben sich die Studierenden zum ersten Mal richtig mit den Problemen der Energiewende vertraut gemacht. Sie haben dabei erkannt, dass für die Ingenieure der Fachrichtungen Elektrotechnik und Informationstechnik überaus vielfältige, spannende und auch aus gesellschaftspolitischer Sicht notwendige und lohnende Aufgaben auf sie warten

Siedlungswasserwirtschaft im Zeitalter der Digitalisierung: Cybersicherheit als Achillesferse

Die Digitalisierung in der Siedlungswasserwirtschaft kann dazu beitragen, die Aufgaben, die sich für Wasserversorgung und Abwasserbeseitigung aufgrund des demografischen und klimatischen Wandels ergeben, besser anzugehen. Gleichzeitig können sich durch Cyberangriffe die Risiken für einen Ausfall dieser Kritischen Infrastrukturen vergrößern. Aspekte der Cybersicherheit werden im Wassersektor jedoch noch nicht hinreichend berücksichtigt. Entsprechende Regularien und Maßnahmen zielen alleine auf die Ausfallsicherheit der Infrastrukturen ab und vernachlässigen dabei die Versorgungssicherheit der Bevölkerung. Die Aufmerksamkeit der Politik auf große Wasserunternehmen und Versorgungsgebiete ignoriert Sicherheitslücken bei kleinen und mittleren Betrieben. Kooperationen zwischen mehreren Wasserunternehmen könnten ein geeignetes Mittel sein, diesbezüglich Synergieeffekte zu erzeugen.Digitalization in urban water management can help to better address the challenges for water supply and sanitation due to demographic and climate change. At the same time, cyberattacks can increase the risks for a failure of these critical infrastructures. However, aspects of cybersecurity are not yet sufficiently addressed in the water sector. Corresponding regulations and measures solely aim at the reliability of the infrastructures and neglect the security of supply for the population. Policy attention to large water utilities and supply areas ignores security gaps in small and medium-sized enterprises. Cooperations between several water utilities could be a suitable means of generating synergy effects in this respect