CO2-capture and geological storage as a climate policy option: Technologies, concepts, perspectives

The idea of removing carbon dioxide from flue gas and industrial gas flows and putting it into suitable long-term storage sites is referred to as Carbon Capture and Storage (CCS). This publication provides a close look at this new line of technologies, describing its current status and outlining the prospects for development. The approach is both diagnostic and analytical, identifying the questions a technology assessment poses and showing the steps that need to be taken to implement CCS. CCS is currently moving to the centre of climate policy discussion. Nonetheless this line of technologies is still the subject of controversial discussion. On the one hand there is a clear hope that these technologies will open up opportunities to use fossil fuels without harming the climate and thus make it possible to continue using oil, natural gas and above all coal even under a stricter climate regime. Accordingly, numerous R&D projects have been initiated all over the world, and various demonstration projects are at the planning or implementation stage. On the other hand, CCS (especially the storage part) has given rise to considerable scepticism from an ecological point of view.Die vorliegende Broschüre setzt sich mit der Technologie der CO2-Abtrennung und Speicherung (CCS: Carbon Capture and Storage) auseinander. Sie bereitet den heute verfügbaren Sachstand auf und beschreibt die Entwicklungsperspektiven und Potenziale. Sie geht dabei sowohl diagnostisch als auch analytisch vor und zeigt die noch offenen Fragen für die Bewertung dieser Technologielinie sowie die noch notwendigen Handlungsschritte für ihre Umsetzung auf

Kein Grund zur Panik : Preiseffekte eines beschleunigten Kernenergieausstiegs

Mit dem Kernenergieunfall im japanischen Fukushima im März 2011 ist die Diskussion über das Für und Wider der Nutzung der Kernenergie für die Stromerzeugung in Deutschland neu entbrannt. Die Frage nach den Auswirkungen eines beschleunigten Ausstiegs aus der Kernenergienutzung auf die Entwicklung der Strompreise in Deutschland bildete in den vergangenen Monaten einen Schwerpunkt der öffentlichen Diskussion. Allerdings halten nicht alle Aussagen, die hierzu veröffentlicht wurden, einer kritischen Analyse stand, was zum Teil auch an zugrunde liegenden politischen Motiven gelegen haben mag. Eine Untersuchung fundierter Studien und ausgewählter Stellungnahmen zeigt, dass sich die befürchteten kurzfristigen Preiseffekte in ü̈berschaubaren Grenzen halten werden

Energieversorgungsrisiken, Energiepreiskrise und Klimaschutz erfordern gemeinsame Antworten

In den vergangenen zwei Jahren hat sich die Welt verändert und vermehrt beherrschen Krisen das Bild. Jahrzehntelange Gewissheiten gelten nicht mehr, Risiken und Unsicherheiten nehmen zu, die Herausforderungen werden immer komplexer und erfordern gleichzeitig immer schnelleres und konsequenteres Handeln

Holistic evaluation of aircraft detection lighting systems for wind turbines in Germany using a multi-method evaluation framework

Transponder-based Aircraft Detection Lighting Systems (ADLS) are increasingly used in wind turbines to limit beacon operation times, reduce light emissions, and increase wind energy acceptance. The systems use digital technologies such as receivers of digital transponder signals, LTE/5G, and other information and communication technology. The use of ADLS will be mandatory in Germany both for new and existing wind turbines with a height of >100 m from 2023 (onshore) and 2024 (offshore), so a nationwide rollout is expected to start during 2022. To fully realize the benefits while avoiding risks and bottlenecks, a thorough and holistic understanding of the efforts required and the impacts caused along the life cycle of an ADLS is essential. Therefore, this study presents the first multi-aspect holistic evaluation of an ADLS. A framework for evaluating digital applications in the energy sector, previously developed by the authors, is refined and applied. The framework is based on multi-criteria analysis (MCA), life cycle assessment (LCA), and expert interviews. On an aggregated level, the MCA results show an overall positive impact from all stakeholders’ perspectives. Most positive impacts are found in the society and politics category, while most negative impacts are of technical nature. The LCA of the ADLS reveals a slightly negative impact, but this impact is negligible when compared to the total life cycle impact of the wind turbines of which the ADLS is a part. Besides the aggregated evaluation, detailed information on potential implementation risks, bottlenecks, and levers for life cycle improvement are presented. In particular, the worldwide scarcity of the required semiconductors, in combination with the general lack of technicians in Germany, lead to the authors’ recommendation for a limited prolongation of the planned rollout period. This period should be used by decision-makers to ensure the availability of technical components and installation capacities. A pooling of ADLS installations in larger regions could improve plannability for manufacturers and installers. Furthermore, an ADLS implementation in other countries could be supported by an early holistic evaluation using the presented framework

Towards a sustainable biomass strategy: what we know and what we should know

The paper reviews the current knowledge on the use of biomass for non-food purposes, critically discusses its environmental sustainability implications, and describes the needs for further research, thus enabling a more balanced policy approach. The life-cylce wide impacts of the use of biomass for energy and material purposes derived from either direct crop harvest or residuals indicate that biomass based substitutes have a different, not always superior environmental performance than comparable fossil based products. Cascading use, i.e. when biomass is used for material products first and the energy content is recovered from the end-of-life products, tends to provide a higher environmental benefit than primary use as fuel. Due to limited global land resources, non-food biomass may only substitute for a certain share of non-renewables. If the demand for non-food biomass, especially fuel crops and its derivates, continues to grow this will inevitably lead to an expansion of global arable land at the expense of natural ecosystems such as savannas and tropical rain forests. Whereas the current aspirations and incentives to increase the use of non-food biomass are intended to counteract climate change and environmental degradation, they are thus bound to a high risk of problem shifting and may even lead to a global deterioration of the environment. Although the balanced approach of the European Union's biomass strategy may be deemed a good principle, the concrete targets and implementation measures in the Union and countries like Germany should be revisited. Likewise, countries like Brazil and Indonesia may revisit their strategies to use their natural resources for export or domestic purposes. Further research is needed to optimize the use of biomass within and between regions. -- Der Beitrag wertet die vorliegenden Erkenntnisse über den Einsatz von Non-Food Biomasse aus. Er diskutiert kritisch die damit verbundenen ökologischen Nachhaltigkeitswirkungen und beschreibt die Forschungsaufgaben, die gelöst werden müssen, um einen ausgewogeneren Politikansatz zu ermöglichen. Die lebenszyklusweiten Umweltbelastungen des energetischen und stofflichen Einsatzes von Biomasse als Roh- oder Reststoffe zeigen, dass Biomasse basierte Produkte andere, nicht immer bessere Umweltauswirkungen aufweisen als fossil basierte. Eine kaskadenförmige Nutzung, bei der Biomasse zunächst materiell für Ge- und Verbrauchsprodukte eingesetzt wird, deren Energiegehalt am Ende ihrer Einsatzphase genutzt wird, ist tendenziell mit einer höheren Umweltentlastung verbunden als der primär energetische Einsatz. Auf Grund der begrenzten globalen Landflächen kann Non-Food Biomasse nur einen gewissen Anteil an nichterneuerbaren Ressourcen ersetzen. Wenn die Nachfrage nach Non-Food Biomasse und ihren Derivaten, speziell nach Biokraftstoffen, weiter ansteigt, wird dies zwangsläufig zu einer Ausdehnung der globalen Ackerfläche zu Lasten von natürlichen Ökosystemen wie Savannen und tropischen Regenwäldern führen. Wenngleich die gegenwärtigen Hoffnungen und Anreize zum verstärkten Einsatz von Non-Food Biomasse darauf abzielen, dem Klimawandel entgegenzuwirken und die Umweltsituation zu verbessern, sind sie daher mit einem großen Risiko verbunden, Probleme zu verlagern und die globale Umweltsituation sogar noch zu verschlechtern. Obwohl der ausgewogene Ansatz der Biomassestrategie der Europäischen Union als ein gutes Prinzip gelten kann, so sollten die konkreten Ziele und Umsetzungsmaßnahmen in der Union und in Ländern wie Deutschland überprüft werden. In gleicher Weise mögen Länder wie Brasilien und Indonesien ihre Strategie zur Nutzung ihrer natürlichen Ressourcen für den Export oder im Inland überprüfen. Weitere Forschungsarbeiten sind nötig, um den Einsatz von Biomasse innerhalb und zwischen den Regionen zu optimieren.

Multicriteria analysis of primary steelmaking technologies

The climate impact of the iron and steel industry can be mitigated through increased energy efficiency, emission efficiency, material efficiency, and product use efficiency resulting in reduced product demand. For achieving ambitious greenhouse gas (GHG) mitigation targets in this sector all measures could become necessary. The current paper focuses on one of those four key measures: emission efficiency via innovative primary steelmaking technologies. After analysing their techno-economical potential until 2100 in part A of this publication, the current research broadens the evaluation scope for the crucial year 2050, based on a Multicriteria-Analysis (MCA). 12 criteria from five different categories ("technology", "society and politics", "economy", "safety and vulnerability" and "ecology") are used to assess the same four future steelmaking technologies in a systematic and holistic way in Germany, as one possible location. The technologies in focus are the blast furnace route (BF-BOF), blast furnace with carbon capture and storage (BF-CCS), hydrogen direct reduction (H-DR), and iron ore electrolysis (EW). These four technologies have been selected, as explained in part A of this paper, because they are the most commonly discussed technological options under discussion by policymakers and the iron and steel industry. The results of the current work should provide decision makers in industry and government with a long-term guidance on technological choices. In 2050 the MCA shows significantly higher preference scores for the two innovative routes H-DR and EW compared to the blast furnace based routes. The main reasons being higher scores in the economical and environmental criteria. BF-CCS shows its greatest weakness in the social acceptance and the safety and vulnerability criteria. BF-BOF has the lowest economy and ecology score of all assessed routes, which is due to the projected high cost for carbon dioxide emission and increasing prices for fossil fuels. A first indicative trend assessment from today towards 2050 shows that H-DR is the preferred MCA option from today on. Three exemplary weighting distributions (representing the perspectives of the steel industry, environmental organisations and the government), used to simulate different stakeholder angle of view, don't have a strong influence on the overall evaluation of the steelmaking routes. The results remain very similar, with the highest scores for the innovative routes (H-DR and EW). This leads to the conclusion that EW and in particular H-DR can be identified as the preferred future steelmaking technology across different perspectives. Specific innovation efforts and dedicated programs are necessary to minimize the time until marketability and to share the development burden. The similarity of the MCA results from different perspectives indicates a great opportunity to reach a political consensus and to work together towards a common future goal. Regarding the pressing time horizon a concentrated engagement for one (or few) technological choices would be highly recommended

Realismus statt Worst Case

Selbstverständlich schafft Windenergie Arbeitsplätze. Betrachtet man die Stu­die des bremer energie institutes näher, so zeigen sich einige methodische Schwächen und wenig plausible Annahmen. Von einer "nüchternen Analyse" kann deswegen nicht gesprochen werden

Folgen der Corona-Krise und Klimaschutz - Langfristige Zukunftsgestaltung im Blick behalten: wirtschaftliche Hilfen geschickt lenken und Synergiepotenziale für dringend notwendige Zukunftsinvestitionen ausschöpfen

Autowerke stellen ihre Produktion ein, die Börse stürzt ab, überall sieht man leere Straßen und Cafés und plötzlich ist Homeoffice für einen Großteil der arbeitenden Bevölkerung in Deutschland die Empfehlung oder gar eine Vorgabe. Die Corona-Pandemie bestimmt unseren 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, finanzielle Unterstützung muss zukunftsgerichtet für dringend notwendige Investitionen erfolgen. Ziel muss sein, damit erforderliche nachhaltige Transformationsprozesse innerhalb unserer Wirtschaft und Gesellschaft wie den Klimaschutz voranzutreiben. Die Vorbereitungen dazu müssten jetzt schon getroffen werden, sagen die Autoren. Welche Kriterien und Maßnahmen es dafür braucht, zeigt ihr vorliegendes Diskussionspapier

Integrierte Klima-Industriepolitik als Kernstück des europäischen Green Deal

Die Europäische Union (EU) hat erkannt, dass das Ziel der Klimaneutralität bis 2050 ein zentraler Innovations- und Wachstumsmotor für Industrie und Wirtschaft in der EU sein kann. Neben großen Chancen stellt dies die europäische Wirtschaft und überwiegend die besonders emissionsintensiven sowie im international starkem Wettbewerb stehenden Grundstoffindustrien auch vor erhebliche Herausforderungen. Eine integrierte Klima- und Industriestrategie ist für den Klimaschutz von zentraler Bedeutung, da auf die Produktion von Stahl, Zement, Grundstoffchemikalien, Glas, Papier und anderen Materialien in der EU und weltweit rund 20 Prozent der gesamten Treibhausgasemissionen entfallen. Auch in einer treibhausgasneutralen Zukunft kann auf diese Materialien nicht verzichten werden. Zugleich ist die emissionsfreie Herstellung der Materialien technologisch sowie mit Blick auf die dafür erforderlichen Infrastrukturen besonders herausfordernd. Dies gilt vor allem für die Frage woher die hohen benötigten Mengen an grüner Energie - insbesondere Strom und Wasserstoff - zu wettbewerbsfähigen Preisen kommen sollen. Analysen zeigen, dass trotz erheblicher Kosten bei der Prozessumstellung die Kosten der Transformation der Grundstoffindustrie für die Gesellschaft insgesamt tragbar sind. Denn bezogen auf die Endprodukte betragen die Mehrkosten meist nur wenige Prozentpunkte; die Preise von Rohstahl oder Zement dagegen würden sich zwischen einem Drittel und 100 Prozent verteuern. Da fast alle Grundstoffhersteller in starker Weltmarktkonkurrenz stehen, können sie die Investitionen in eine klimaneutrale Produktion und die benötigten Energieinfrastrukturen aber nicht ohne Unterstützung tragen. Das vorliegende Papier skizziert ein integriertes Klima-Industriepolitikpaket, das der EU ermöglichen kann, die bestehende technologische Führung in vielen dieser Industrien zielgerichtet zum Aufbau einer treibhausgasneutralen Grundstoffindustrie zu nutzen