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Marktstrukturen, neue Regulierungen und veraenderte oekologische Rahmenbedingungen in der Energiewirtschaft

Die Forschung zielt darauf ab, die Veraenderungen in den Marktstrukturen in der Energiewirtschaft mit besonderem Schwerpunkt fuer Oel, Erdgas und Elektrizitaetswirtschaft zu analysieren. Fuer die leitungsgebundenen Energietraeger vollziehen sich die gravierendsten Veraenderungen durch neue Rahmenbedingungen auf nationaler und europaeischer Ebene. Der Oelmarkt wird durch internationale Veraenderungen bestimmt: Teil-Entmachtung bisher starker Unternehmen, Aufkommen neuer Anbieter, Entstehung von Oelboersen etc sind von grosser Bedeutung fuer Preisbildung und Versorgungssituation. Im einzelnen wurden in den letzten Jahren bearbeitet: 1) Modellierungsarbeiten fuer eine deutsche Analyse der Bedingungen fuer CO2-Reduktionspolitik. 2) Marktveraenderungen durch neue Regulierungssysteme fuer leistungsgebundene Energietraeger? 3) Strukturwandel auf dem Oelmarkt.

Produktion und Konsumption (Flüsse) der klimarelevanten Spurengase, Lachgas und Methan in einem Dauergrünland unter steigender atmosphärischer CO2-Konzentration

Außer dem bekannten Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) existieren weitere stark klimawirksame Spurengase biologischen Ursprungs, z.B. Lachgas (N2O) und Methan (CH4), die mikrobiell im Boden produziert (N2O, CH4) oder im Falle des Methans auch verbraucht (oxidiert) werden. Die steigende atmosphärische CO2-Konzentration kann sich über die Pflanzen in vielfacher Weise auf die bodenmikrobiellen, Spurengasproduzierenden Prozesse auswirken. So ist beispielsweise nachgewiesen worden, dass der Wasserverbrauch der Pflanzen unter erhöhtem CO2 häufig sinkt und die Abgabe von leicht zersetzbarem Kohlenstoff an den Boden (Wurzelexudation) steigt. Beides könnte die Denitrifikation und damit die N2O-Produktion begünstigen, ebenso die Methanproduktion, wenn im Boden anaerobe Bedingungen (z.B. durch Überflutung) eintreten. Steigende Bodenfeuchte würde zugleich die Sauerstoff-abhängige Methanoxidation im Oberboden hemmen. Zu diesem Thema existieren bislang weltweit nur Kurzzeit- und Laborstudien. Im hier vorgestellten Projekt werden im Freilandexperiment die Langzeitauswirkungen steigender atmosphärischer CO2-Konzentrationen über das System Pflanze-Boden auf die Flüsse der klimawirksamen Spurengase N2O und CH4 in einem artenreichen Dauergrünland untersucht. Hierzu gelangt ein im Institut für Pflanzenökologie neuentwickeltes Freiland-CO2-Anreicherungssystem (FACE) zur Anwendung, bei dem die CO2-Konzentration in drei Anreicherungsringen seit Mai 1998 um etwa 20 Prozent gegenüber den drei Kontrollringen erhöht wurde. Über die Jahresbilanzierungen der Spurengasflüsse sowie über begleitende Prozessstudien soll geklärt werden, wie und auf welche Weise erhöhtes CO2 auf die N2O- und CH4-Spurengasflüsse rückwirkt. Die ersten Ergebnisse zeigen deutlich, dass in einem etablierten artenreichen Ökosystem wie dem untersuchten Feuchtgrünland zuerst die unterirdischen Prozesse auf die steigenden CO2-Konzentrationen reagierten (Bestandesatmung). Die oberirdische Biomasse zeigte erst nach etwa 1,5 Jahren der CO2-Anreicherung einen signifikanten Zuwachs gegenüber den Kontrollflächen. Im Jahr 1997, vor dem Beginn der CO2 -Anreicherung, waren sowohl die N2O-Emissionen als auch die CH4 Flüsse auf den (späteren) Anreicherungs- und den Kontrollflächen fast identisch. Seit Beginn der Anreicherung hingegen sind die N2O-Emissionen vor allem während der Vegetationsperiode dramatisch angestiegen: auf 278 Prozent der Emissionen der Kontrollflächen. Die Methanoxidation war rückläufig unter erhöhtem CO2: Mittlerweile oxidieren die CO2 Anreicherungsflächen 20 Prozent weniger CH4 als die Kontrollflächen (Jahr 2000), wobei auch hier der größte Unterschied während der Vegetationsperiode auftrat. Eine erhöhte Bodenfeuchte kommt als Erklärung nicht in Frage, da sich diese nicht geändert hat.

Grünes Eisen aus Namibia, Teilvorhaben: Erneuerbare Energien für nachhaltige Industrieprozesse

Grünes Eisen aus Namibia, Teilvorhaben: Wasserstoffherstellung für die Eisenerzreduktion

Grünes Eisen aus Namibia, Teilvorhaben: Eisenerzreduktion und Brikettierung

Grünes Eisen aus Namibia

Wechselwirkungen zwischen dem EU Emissionshandelssystem und Energie- und CO2-Steuern sowie Begleitforschung zur Weiterentwicklung dieser Instrumente

Der Klimaschutzplan der Bundesregierung sieht für Deutschland bis 2030 eine Minderung der Treibhausgasemissionen um mindestens 55 Prozent und bis 2050 um 80 bis 95 Prozent vor, jeweils gegenüber dem Basisjahr 1990. Die Minderungsziele, insbesondere auch für 2050, sollen im Lichte der Pariser Klimaverträge überprüft und auf eine langfristige Treibhausgasneutralität ausgerichtet werden. Damit ist klar, dass eine vollständige Dekarbonisierung und eine grundlegende Transformation des Energiesystems in Deutschland erforderlich sind. Der Klimaschutzplan weist an verschiedenen Stellen auf die notwendigen ökonomischen Anreize für Emissionsminderungen hin. So sollen die Preisanreize des Europäischen Emissionshandels (EU-ETS) gestärkt werden, um dessen Klimaschutzwirkung zu erhöhen. Darüber hinaus sind die klimafreundliche Fortentwicklung des Steuer- und Abgabensystems prominent im Klimaschutzplan verankert. Das Forschungsvorhaben soll die Wechselwirkungen, Schnittstellen und Aufgabenteilung zwischen dem EU-ETS und dem Steuer- und Abgabensystem untersuchen und den fortlaufenden Prozess zur Weiterentwicklung dieser Instrumente im Hinblick auf die Beseitigung klimapolitisch negativer oder unzureichender ökonomischer Anreize begleiten. Das Vorhaben soll in seiner Ausrichtung dem dynamischen Charakter dieses Prozesses Rechnung tragen. Es sollen insbesondere quantitative Analysen und qualitative Einschätzungen erstellt werden.

Präzise Charakterisierung des Verderbs von Silage anhand der Parameter: pH-Wert, Erwärmung, CO2-Abgabe, Milchsäureverluste und Pufferkapazität

Silagen sind weltweit die wichtigsten Futtermittel und Substrate für die Biogas-Erzeugung; allerdings sind sie durch aeroben Verderb gefährdet. Der Verderb kann durch die Temperatur, durch den pH-Wert und den CO2-Austritt erkannt werden. Allerdings hängen sowohl das grundlegende Verständnis und die Möglichkeit der Verlustminderung von den Kenntnissen der komplexen Zusammenhänge zwischen Mikrobiologie, pflanzlicher Zusammensetzung sowie von biochemischen, chemischen und physikalischen Zusammenhängen ab. In dem geplanten Projekt (i) sollen die wechselseitigen Effekte der Pufferkapazität auf den Silierungsprozess durch die Bestimmung der Hysterese der pH-Wert-Veränderung der drei Substratpflanzen (Mais, Weidelgras, Luzerne) während der Silierung und der Entnahmephase untersucht werden; (ii) eine neue in situ Methode für die CO2-Freisetzung auf der Basis der beiden Diffusionsgesetze entwickelt werden; (iii) durch die Aufzeichnung der Silage-Temperatur, -pH-Werte und CO2-Freisetzung unter Variation der Untersuchungsbedingungen ein mathematisches Modell (Courtin-Spoelstra-Modell) weiter entwickelt und validiert werden, das zur Vorhersage des aeroben Verderbs von Silagen entwickelt wurde. Schließlich sollen (iv) durch die Quantifizierung der Zusammenhänge geprüft werden, welcher Indikator (Temperatur, pH-Wert, CO2-Freisetzung) am sichersten für den aeroben Verderb und den Abbau der Milchsäure genutzt werden kann. Die Evaluierung der Punkt-Methode nach Flieg in allen Experimenten wird eine Bestätigung der Nutzbarkeit dieser Vorgehensweise zur Bestimmung der Silagequalität zulassen, nachdem auch die Pufferkapazität der Silage als substanzieller Kenntniszuwachs hierin integriert wurde.

Mehr Klimaschutz in Landwirtschaft und Nahrungsmittelkonsum

<p>Bei der landwirtschaftlichen Produktion – insbesondere bei der Produktion tierischer Nahrungsmittel – entstehen hohe Umwelt- und Klimaschäden, deren Folgekosten sich aktuell nicht in den Preisen widerspiegeln. Um die Landwirtschaft klima- und umweltfreundlicher zu gestalten, braucht es einen Mix aus verschiedenen Maßnahmen. Eine CO₂-Abgabe auf Rinder empfiehlt das UBA gegenwärtig nicht.</p><p><p>Anders als in aktueller Berichterstattung dargestellt, fordert das ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠ keine CO2-Steuer auf Rinder und hat diese auch nie gefordert. UBA-Präsident Dirk Messner hat eine solche Steuer in einem Interview mit dem Journalisten Tilo Jung lediglich eine „folgerichtige Idee“ genannt. Messner sagt jedoch im gleichen Interview, dass er so eine CO2-Steuer aktuell nicht empfiehlt. Anderslautende Meldungen sind falsch. Das Interview ist online hier verfügbar, das entsprechende Thema wird ab Minute 54 besprochen: <a href="https://www.jungundnaiv.de/2022/07/25/praesident-des-umweltbundesamtes-dirk-messner-teil-2-folge-584/">Jung &amp; Naiv Folge 584</a>.</p></p><p>Anders als in aktueller Berichterstattung dargestellt, fordert das ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠ keine CO2-Steuer auf Rinder und hat diese auch nie gefordert. UBA-Präsident Dirk Messner hat eine solche Steuer in einem Interview mit dem Journalisten Tilo Jung lediglich eine „folgerichtige Idee“ genannt. Messner sagt jedoch im gleichen Interview, dass er so eine CO2-Steuer aktuell nicht empfiehlt. Anderslautende Meldungen sind falsch. Das Interview ist online hier verfügbar, das entsprechende Thema wird ab Minute 54 besprochen: <a href="https://www.jungundnaiv.de/2022/07/25/praesident-des-umweltbundesamtes-dirk-messner-teil-2-folge-584/">Jung &amp; Naiv Folge 584</a>.</p><p>Eine CO2-Abgabe auf Rinder wäre ein Instrument die Klimakosten der Rinderhaltung zu internalisieren und ist daher ein theoretisch interessanter Ansatz. Aus folgenden Gründen empfiehlt das Umweltbundesamt (UBA) diesen Ansatz jedoch gegenwärtig nicht:</p><p><strong>Nichtsdestotrotz müssen die Auswirkungen der Tierhaltung auf Umwelt und ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klima#alphabar">Klima</a>⁠ signifikant gesenkt werden, denn die Produktion tierischer Nahrungsmittel sowie der Konsum sind gegenwärtig weder unter Umwelt- und Klimagesichtspunkten noch unter gesundheitlichen und Tierwohlaspekten nachhaltig.</strong></p><p>Gelingen kann das indem ein langfristiger, strategischer Ansatz verfolgt wird, der immer beide Ebenen – die der Produktion und die des Konsums – berücksichtigt.</p><p>Dabei gibt es das eine perfekte Instrument nicht – wir benötigen einen Instrumentenmix, der auf verschiedenen Ebenen ansetzt. Dazu arbeitet das UBA in einem Forschungsprojekt, um einen effizienten Instrumentenmix zu konzipieren.</p><p>Beispiele für Instrumente, die darin u.a. eine Rolle spielen sollten:</p><p>Produktion:</p><p>Konsum:</p><p>Sind Rinder wirklich klimaschädlich und wenn ja, warum?</p><p>Beim Verdauungsprozess von Wiederkäuern wird Methan freigesetzt, das als Klimagas (CH₄) rund&nbsp; 25-mal klimaschädlicher ist als CO2. Anthropogenes Methan wird zum größten Teil in der Landwirtschaft ausgestoßen. Die deutsche Landwirtschaft emittierte im Schätzjahr 2021 insgesamt 54,8 Mio. Tonnen CO2-Äquivalente. Den Hauptanteil innerhalb des Landwirtschaftssektors machten die Methan-Emissionen mit 56,4 Prozent an den landwirtschaftlichen THG-Emissionen aus, die zu anteilig 76 Prozent aus der Verdauung stammen und nahezu vollständig auf die Rinder- und Milchkuhhaltung (95 Prozent) zurückzuführen sind. Weitere Emissionen entstehen bei der Futtermittelproduktion. Letztere sind besonders hoch, wenn die Rinder verstärkt vom Acker und nicht vom Grünland ernährt werden (siehe dazu auch: <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/sichtbarmachung-versteckter-umweltkosten-der">https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/sichtbarmachung-versteckter...</a>). Daher sind im Bereich der Rinderhaltung Maßnahmen sinnvoll, die neben einer generellen Reduktion der Tierbestände zum Ziel haben, die Tiere verstärkt vom Grünland zu ernähren.</p><p>&nbsp;</p>

Potentiale der Einführung eines Carbon Pricing, insbesondere CO2 Steuer und Zertifikatshandelssysteme im asiatischen Raum

Einige Länder planen bei der Einführung eines Emissionshandelssystems (EHS) dieses mit anderen, bereits bestehenden klima- und energiepolitischen Instrumenten (CO2-Steuer, Energiezertifikate) zu verknüpfen, um eine Doppelbelastung der Unternehmen zu vermeiden. Zielsetzung des Vorhabens ist daher die Identifikation möglicher Gefahren und Synergien bei der Verknüpfung eines EHS mit anderen Zertifikatshandelssystemen (z.B. white, green oder clean energy certificates) oder mit einer CO2-Steuer. Die Analyse soll am Beispiel ausgewählter Länder unter außerdem Fortführung der im Vorgängerprojekt erstellten Studien zu Mexiko und Indien durchgeführt werden. 2-3 regionale Workshops, um Ergebnisse mit Teilnehmenden zu diskutieren und Forum für Austausch zu schaffen. Das Projekt kann zudem auf den Erkenntnissen des 2018 startenden Vorhabens zu internationalen ETS und der Rolle von Energiemärkte aufbauen.

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