Description: A clear understanding of socio-technical interdependencies and a structured vision are prerequisites for fostering and steering a transition to a fully renewables-based energy system. To facilitate such understanding, a phase model for the renewable energy transition in MENA countries has been developed and applied to the case of Palestine. It is designed to support the strategy development and governance of the energy transition and to serve as a guide for decision-makers. The transition towards renewable energies is still at a very early stage in Palestine. The long-standing political conflict between Palestine and Israel has prevented the large-scale deployment of renewable energy due to land restrictions. Palestine's political instability, its geographically fragmented territories, and its high dependence on Israel's imports are the most pressing concerns for Palestine’s electricity sector. At the operational level, particularly the transmission and distribution infrastructure need to be better interconnected, renewed and expanded to accommodate larger volumes of renewable electricity and at the same time improve efficiency. The modelled demand development shows that Palestine will most likely have to continue importing electricity even if the potential of renewable energy is fully exploited. This underlines the importance of sustainable energy partnerships for Palestine. The results of the analysis along the transition phase model towards 100% renewable energy are intended to stimulate and support the discussion on Palestine's future energy system by providing an overarching guiding vision for the energy transition and the development of appropriate policies.

Description: Das zentrale Anliegen des Projektes besteht darin, regionale Stoffkreisläufe in der metallverarbeitenden Industrie zu schließen - mit einem Schwerpunkt auf (Hand-) Werkzeuge und Schneidwaren - sowie dies durch den Einsatz digitaler Technologien zu organisieren und zu optimieren. Das Ziel ist, Ressourcen- und Energieverbräuche zu reduzieren sowie ökonomische Vorteile für die Unternehmen zu realisieren. Im Detail soll es darum gehen, verschlissene metallische Produkte am End-of-Life nicht einer Verwertung durch Umschmelzen zuzuführen, sondern durch Remanufacturing und Repurposing die Nutzungsdauer der mit hohem Energie- und Ressourcenaufwand erzeugten Metalle zu verlängern. Diese Ansätze sollen unternehmensübergreifend aufgestellt werden und erfordern eine digital unterstützte Logistikkette sowie eine vollständige Rückverfolgbarkeit. Eine Rückführung verschlissener Maschinenmesser lohnt sich nach derzeitigem Kenntnisstand nicht, wenn dieses Material nur den Schrottpreis aufweist. Im Projekt "Circle of Tools" soll daher ein neues Geschäftsmodell entwickelt werden, das darauf basiert, sortenreine, qualitativ hochwertige Materialien entweder im primären Herstellungsprozess zu nutzen oder zur Weiterverarbeitung in andere Herstellungsprozesse unternehmensübergreifend zu integrieren. Neben den rein technischen Möglichkeiten werden betriebswirtschaftliche Faktoren, das Ressourceneffizienzpotenzial und der rechtliche Rahmen untersucht. Die in der europäischen Abfallrahmenrichtlinie und dem deutschen Kreislaufwirtschaftsgesetz verankerte Abfallhierarchie geht von der grundsätzlichen ökologischen Vorteilhaftigkeit der unterschiedlichen Stufen aus. Während das stoffliche Recycling von Produkten in der Regel vorteilhafter ist als ihre thermische Verwertung oder Deponierung, sind Reuse/Kaskadennutzung demnach ökologisch vorteilhafter als sämtliche Recyclingtechnologien. Die Datenlage ist hier jedoch im Vergleich zu vielen Recyclingtechnologien noch äußerst lückenhaft und unsystematisch. Einzelne Untersuchungen weisen jedoch auf signifikante Ressourceneffizienzpotenziale hin. Abschätzungen zeigen, dass die in diesem Vorhaben angedachte Reuse-/Kaskadennutzung zu einer Einsparung von 300 Tonnen Primär-Werkzeugstahl führen könnte. Das Vorhaben kann diese signifikanten Potenziale nachweisen und gleichzeitig geeignete und übertragbare Geschäftsmodelle aufzeigen. Auf Grundlage der empirischen Erhebungen werden im Projekt genaue Wirkungen berechnet für folgende Fragen: (1) Welche Mengen an Rohstoffe können durch Remanufacturing/Repurposing eingespart werden? (2) Welche ökonomische Wertschöpfung ist damit zu erzielen? (3) Wie ist ein Remanufacturing/Repurposing im Vergleich zu anderen Verwertungsverfahren ökologisch und ökonomisch einzuschätzen?

Description: Das Zusammenspiel von aufstrebenden Technologiefeldern eröffnet neue Potenziale für die Nachhaltigkeitstransformation. Gleichzeitig erzeugt es komplexe Umweltbelastungen, die bisher kaum sichtbar und noch weniger gestaltbar sind. Für eine nachhaltige Digitalisierung brauchen wir jetzt ein Verständnis für die ökologischen Wechselwirkungen des zukünftigen Digitalsystems. Am Beispiel der Machine Economy und der ihr zugrunde liegenden Technologien Internet of Things, Künstliche Intelligenz und Distributed Ledger Technologie bzw. Blockchain machen wir in diesem Forschungsbericht Umweltwirkungen transparent und Ansatzpunkte greifbar - damit Digitalisierung ganzheitlich ökologisch gestaltbar wird.

Description: Was hat Design mit Umwelt und Nachhaltigkeit zu tun? Die globale Erwärmung und der Klimawandel lassen sich auf verschiedene Ursachen zurückführen. Design, das die Umwelt außen vor lässt, ist einer der Gründe. Viele Produkte und Dienstleistungen verbrauchen nämlich viel Energie und Ressourcen haben auch eine hohe soziale Relevanz - sie sorgen beispielsweise für Teilhabe oder Exklusion. Wie eine Transformation hin zu mehr Nachhaltigkeit in diesem Bereich besser gelingt, fasst der neue "Transition Design Guide" des Wuppertal Instituts und der Folkwang Universität der Künste in Kooperation mit der ecosign - Akademie für Gestaltung Köln und der Bergischen Universität Wuppertal zusammen. Der Leitfaden gibt interessierten Gestaltenden, Entwickelnden, Transformatorinnen und Transformatoren sowie Forschenden in Universitäten, Unternehmen und Kommunen 16 Praxis-Werkzeuge an die Hand, um Produkte, Dienstleistungen, soziale Räume oder andere Erfahrungswelten nachhaltiger und umweltbewusster zu entwerfen. Anhand der Arbeitsblätter lassen sich gestalterische Ideen und Konzepte auf ihre Nachhaltigkeitspotenziale untersuchen und weiterentwickeln. Nachhaltigkeitsaspekte werden dabei mit den Methoden und Arbeitsschritten eines klassischen Designprozesses zusammengeführt. Ausführliche Hintergrundinformationen ergänzen die Themen der Tools inhaltlich.

Description: Die große Herausforderung der Industrietransformation ist von besonderer Bedeutung für Nordrhein-Westfalen als eine der wichtigsten Industrieregionen Deutschlands und Europas, in der etwa die Hälfte der Anlagen der energieintensiven Grundstoffindustrie Deutschlands verortet sind und in der die industrielle Produktion wirtschaftlich eine besonders große Rolle spielt. Gleichzeitig kann eine gelingende Transformation der Industrie in NRW als Blaupause für andere Regionen dienen. Der vorliegende Bericht stellt die Ergebnisse des Forschungsprojekts SCI4climate.NRW 2018-2022 dar, welches die Industrietransformation in NRW wissenschaftlich begleitet und untersucht hat.

Description: Das Ernährungssystem steht vor einer Vielzahl von Herausforderungen, wie unter anderem: hoher Treibhausgas-Emissionen, der Gefährdung der Biodiversität, der vermehrten ernährungsbedingten Krankheiten durch unausgewogener Ernährung sowie sozial-problematischen komplexen Lieferketten. Das erfordert nicht nur eine Transformation der Agrarwirtschaft sondern auch einen Wandel in den Ernährungs- und Lebensstilen aller Konsumierenden. Digitale und technologische Innovationen zu nutzen und weiterzuentwickeln kann helfen, diese Herausforderungen zu lösen. Vor diesem Hintergrund liefert die vorliegende Studie des Wuppertal Instituts Impulse, wie die Digitalisierung dazu beitragen kann Produktion und Konsum umzugestalten und welche Voraussetzungen dafür gegeben sein müssen. Die Studie beschreibt die Ansatzpunkte für die Digitalisierung entlang der Wertschöpfungskette. Dazu zählen die Optimierung des Ressourceneinsatzes in der Landwirtschaft, etwa mithilfe von Smart Farming, die Unterstützung von Verbraucher*innen durch digitale Tools und Assistenzsysteme - beispielsweise mit Apps als Einkaufshilfe. Daneben erlauben auch neue Geschäftsmodelle und Rahmenbedingungen eine bessere Vernetzung von Produktions- und Konsumprozessen. Dazu gehören zum Beispiel neue digitale Absatzkanäle oder Prozessstufen-übergreifend Nachhaltigkeitskennzahlen wie beispielsweise CO2-Emissionen mitzuführen und zu kommunizieren, um allen Akteur*innen richtungssicheres Handeln zu ermöglichen.

Description: Mit der Blockchain - und allgemein mit Distributed-Ledger-Technologien (DLT) - werden große Erwartungen verknüpft, die Prozesse der digitalen Welt des 21. Jahrhunderts neu zu organisieren, effizienter zu gestalten und bislang ungekannte Möglichkeiten für Transaktionen zwischen Beteiligten in Wirtschaft, Gesellschaft und Verwaltung zu ermöglichen. Diese Chancen müssen genutzt werden. Gleichzeitig ist mit der Blockchain-Technologie wie mit allen anderen digitalen Lösungen die Herausforderung verbunden, die Technologien, Anwendungen und zugrundeliegenden Infrastrukturen nachhaltig zu gestalten und an Energieeffizienz, Klimaschutz und Ressourcenschonung auszurichten. Handlungsbedarf besteht auch bei Blockchain-Anwendungen. Der Energieverbrauch des derzeit größten Blockchain-Netzwerks Bitcoin wird auf bis über 130 TWh/Jahr abgeschätzt, womit eine Größenordnung in Höhe des gesamten Jahresstrombedarfs von Ländern wie Argentinien erreicht würde. Blockchain-Anwendungen sind somit schon heute umweltpolitisch relevante Einflussgrößen und die zu erwartende Wachstumsdynamik erhöht den Handlungsdruck. Es ist das Ziel dieser Kurzstudie, geeignete Nachhaltigkeitskriterien zur Bewertung der Energieverbräuche und Umweltwirkungen von Blockchain-Anwendungen zu identifizieren sowie ein erstes Konzept für deren Implementierung bei der Umsetzung und Vergabe staatlich geförderter oder initiierter Projekte vorzuschlagen.

Description: In den nächsten Jahren müssen die Weichen für Klimaschutz, zur Reduktion des Ressourcenverbrauchs sowie der Erhaltung der Artenvielfalt gestellt werden. In allen zentralen Handlungsbereichen von Wirtschaft und Gesellschaft - den sogenannten Transformationsarenen - steht ein tiefgreifender ökologischer Systemwandel an. Digitalisierung ist eine Erfolgsvoraussetzung für diesen Wandel und wirkt auf verschiedenen Ebenen: digitale Technologien und Anwendungen ermöglichen, gegenwärtige Verfahren, Prozesse und Strukturen zu verbessern (Improve) oder erste Schritte in eine neue Ausrichtung von Geschäftsmodellen oder Rahmenbedingungen zu gehen (Convert). Gleichzeitig muss die Digitalisierung aber auch für einen weitergehenden Umbau von Wirtschaft und Wertschöpfung sowie für die ökologische Neuorientierung von Gesellschaft und Lebensstilen wirksam werden (Transform). Die Fähigkeit zur Gewinnung, Verknüpfung und Nutzung von Daten ist eine Grundvoraussetzung, um die Potenziale der Digitalisierung für die Nachhaltigkeitstransformation zu erschließen. Daten sind dabei jedoch kein homogener Rohstoff - Daten erlangen erst einen Wert, wenn der Kontext, in welchem sie erhoben wurden, bekannt ist und sie für den angestrebten Zweck nutzbar gemacht werden können. Die Diskussion darüber, welche Strukturen und Voraussetzungen für die systemverändernde Nutzung von Daten erforderlich sind, hat erst begonnen. Die vorliegende Studie leistet hierzu einen ersten Beitrag und beschreibt die Möglichkeiten und Voraussetzungen für eine datenbasierte Nachhaltigkeitstransformation. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Umweltdaten, Daten von Anlagen, Maschinen, Infrastrukturen oder von Produkten im Internet der Dinge (Internet of Things). Die Aufgabe ist, diese Daten stärker als bisher für systemische Lösungsansätze (Systeminnovationen) in den jeweiligen Transformationsarenen einzusetzen, bei denen unterschiedliche Stakeholder zusammenarbeiten und gemeinsam den Umbau von Infrastrukturen, Wertschöpfungsketten und Geschäftsmodellen einleiten.

Description: Das chemische Recycling hat das Potenzial, eine wichtige Rolle bei der Schließung von Kunststoff-Kreisläufen zu spielen. Denn mit ihm lassen sich nicht mechanisch recycelbare Kunststoffabfälle so aufschließen, dass Rohstoffe entstehen, die zur Produktion von neuen Kunststoffen verwendet werden können. Allerdings sind Fragen der ökologischen Bewertung und ökonomischen Tragfähigkeit noch zu klären. Innerhalb eines elfmonatigen Projektes wurden die Bedingungen für eine Transformation zu zirkulären Kunststoffen durch Pyrolyseverfahren in Nordrhein-Westfalen (NRW) systematisch geprüft. Die Untersuchung beinhaltet insbesondere die Abschätzung der heutigen und zukünftigen Mengen an Kunststoffabfällen, die für ein chemisches Recycling in NRW zur Verfügung stehen und die daraus abgeleiteten ökonomische und ökologische Bewertung einer Pyrolyseanlage mit einer Kapazität von 50.000 Tonnen Kunststoffabfälle pro Jahr in NRW.

Description: Die Grundstoffindustrie ist ein wichtiger Pfeiler des Wohlstands in Deutschland, sie garantiert Wertschöpfung und sorgt für über 550.000 hochwertige Arbeitsplätze. Um diese für die deutsche Wirtschaft wichtigen Branchen zu erhalten, müssen jetzt die Schlüsseltechnologien für eine CO2-arme Grundstoffproduktion entwickelt und für den großtechnischen Einsatz skaliert werden. Die vorliegende Analyse ist als Ergänzung zu der Studie "Klimaneutrale Industrie: Schlüsseltechnologien und Politikoptionen für Stahl, Chemie und Zement" gedacht. Die 13 in der erwähnten Studie vorgestellten Schlüsseltechnologien werden hier für die technisch interessierten Leserinnen und Leser eingehender beschrieben und diskutiert. Diese Publikation dient als Aufschlag für eine Diskussion über Technologieoptionen und Strategien für eine klimaneutrale Industrie. Alle Daten und Annahmen in dieser Analyse wurden mit Unternehmen und Branchenverbänden intensiv besprochen. Die quantitativen Aussagen sind trotzdem als vorläufig zu betrachten, da sich viele Technologien noch in einer frühen Entwicklungsphase befinden und Abschätzungen über Kosten mit großen Unsicherheiten verbunden sind.