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The Innovation Fund: how can it support low-carbon industry in Europe?

This report analyses a range of options for designing the EU Innovation Fund (IF), a financing instrument created under the EU Emissions Trading System (ETS) to support technological breakthrough for low-carbon innovations in the power sector and industry. The report combines a look at lessons learned from the IF’s predecessor mechanism “NER 300” with insights from the respective emission reduction technology options in three key industry sectors (steel, cement, pulp & paper) based on a literature review and interviews: on this basis, the paper concludes with recommendations for the IF’s design. Veröffentlicht in Climate Change | 06/2018.

EU-Klimaziele: 60 Prozent weniger Klimagase bis 2030 sind möglich

UBA: Schnelle Reform des EU-Emissionshandels und mehr Dekarbonisierung bei Gebäuden und Verkehr nötig Das Umweltbundesamt (UBA) hält es für möglich, die Klimaemissionen in der EU bis 2030 um mindestens 60 Prozent gegenüber 1990 zu senken. Zentral ist dabei eine schnelle Reform des EU-Emissionshandels: „Der Emissionshandel gehört zu den effizientesten EU-Klimaschutzinstrumenten. Ein Großteil der bis 2030 erforderlichen Emissionsminderungen kann und sollte durch ihn erfolgen. Gleichzeitig sind jedoch größere Emissionsminderungen in den Sektoren Gebäude und Verkehr erforderlich, die nicht vom EU-Emissionshandel erfasst werden.“ sagte UBA-Präsident Dirk Messner. Die Europäische Kommission hatte im September 2020 vorgeschlagen, die Klima-Emissionen der EU bis 2030 um mindestens 55 Prozent unter das Niveau von 1990 zu senken. Bis Mitte 2021 will die EU-Kommission die dafür nötigen Umsetzungs-Instrumente vorschlagen. In einem neuen Diskussionsbeitrag stellt das UBA mehrere Optionen vor, wie sich EU-weit sogar mindestens 60 Prozent Minderung bis 2030 umsetzen lassen. Sie betreffen sowohl den EU-Emissionshandel als auch Bereiche, die nicht vom EU-Emissionshandel erfasst sind, also zum Beispiel Gebäude und Verkehr. Dieser wissenschaftliche Anstoß des UBA ist ausdrücklich kein Beitrag im Rahmen der deutschen Ratspräsidentschaft. Bei einem EU-Gesamtziel von minus 60 Prozent gegenüber 1990, müssten die Emissionen von Industrie- und Energieanlagen im Emissionshandel bis 2030 laut ⁠ UBA ⁠ um mindestens 66 bis 71 Prozent gegenüber 2005 sinken. UBA-Präsident Messner hält diesen zunächst überproportionalen Beitrag des klassischen Emissionshandels für durchaus realistisch: „Die tatsächlichen Emissionen von Energiewirtschaft und Industrie liegen seit vielen Jahren deutlich unterhalb der festgelegten Obergrenze im europäischen Emissionshandel. Dieses Cap muss an ein ambitionierteres EU-Klimaziel für 2030 angepasst werden. Über die Senkung der Zertifikatsmengen, die versteigert werden, könnte das schon kurzfristig umgesetzt werden. Wichtig ist, dass die Unternehmen hier schnell Planungssicherheit bekommen.“ Doch auch die bislang nicht vom Emissionshandel erfassten Sektoren, insbesondere Verkehr und Gebäude sowie Gewerbe, Teile der Industrie und die Landwirtschaft, müssen einen größeren Beitrag leisten als bisher. Bisher sind sie EU-weit für rund 60 Prozent der Emissionen verantwortlich. Eine Möglichkeit besteht darin, den Emissionshandel auch für Brennstoffe wie Benzin, Diesel, Gas oder Öl einzuführen. Ein Emissionshandel für Brennstoffe würde helfen, auch diese Emissionen europaweit kosteneffizient und verlässlich zu senken. Außerdem würden beträchtliche Finanzmittel generiert, die die Staaten nutzen könnten, um klimafreundliche Investitionen anzustoßen. Auch eine solidarische Verteilung der Mittel innerhalb der EU ist wichtig. Entscheidend ist laut UBA, dass zu Beginn eine klare Trennung zwischen den klassischen EU-Emissionshandelssektoren (Energie und Industrie) und den neuen Sektoren (vor allem Gebäude und Verkehr) stattfindet. Ansonsten besteht die Gefahr, dass die Minderung vor allem in den klassischen Sektoren stattfindet – dort ist die Emissionsminderung aktuell kostengünstiger. Ein gemeinsames System würde daher zunächst keine ausreichenden finanziellen Anreize setzen, sich von klimaschädlichen Techniken bei Gebäuden und Mobilität zu verabschieden. Parallel zur Erweiterung des Emissionshandels sollten europäische Vorgaben wie verschärfte Flottengrenzwerte für PKW oder LKW oder eine deutlich beschleunigte Sanierung des Gebäudebestands verbindliche Anstöße für ein Absenken der Emissionen geben. “Wir brauchen für die Sektoren Gebäude und Verkehr einen gut abgestimmten Instrumenten-Mix. Dazu gehört neben dem Emissionshandel ein kluger Mix aus ordnungsrechtlichen und fiskalischen Instrumenten, etwa die Förderung der energetischen Sanierung von Gebäuden.”, so UBA-Präsident Messner. Das UBA unterstützt daher das von der EU-Kommission für die erste Jahreshälfte 2021 angekündigte ⁠ Klima ⁠-Gesetzespaket, mit dem die EU für ambitionierteren ⁠ Klimaschutz ⁠ bis 2030 fitgemacht werden soll. Ebenfalls eine Option für mehr Klimaschutz in der EU wäre eine Anpassung der individuellen, nationalen Emissionsbudgets aller Mitgliedstaaten an ein neues EU-Klimaziel. Dazu müsste ein stärkeres EU-Klimaziel auf alle Mitgliedstaaten neu aufgeteilt werden. Die Aushandlung einer solchen neuen Verpflichtung hält das UBA aber für potentiell sehr langwierig. Auch ein “Mechanismus zur Lückenschließung”, der den Mitgliedstaaten seitens der EU finanzielle Anreize gibt, mehr für den Klimaschutz zu tun, käme in Frage. Allerdings müsste eine ausreichende Finanzierung über EU-Mittel bereitgestellt werden und sichergestellt sein, dass Mitnahmeeffekte und Zielverfehlungen vermieden werden.

Abfallmitverbrennung in Zementwerken

Das Gutachten gibt einen Überblick über die Grundlagen der Zementklinkererzeugung, die Rechtsgrundlagen für die Abfallmitverbrennung in Zementwerken, die Verfahren und Techniken zur Emissionsminderung und die Wechselwirkungen zwischen Ressourcenschonung und ⁠ Klimaschutz ⁠ bei der Abfallmitverbrennung. Es geht auch kurz auf die erforderliche Qualitätssicherung beim Einsatz abfallbasierter Brennstoffe und die rohstoffliche Verwertung von Abfällen ein. Das Gutachten soll helfen, Informationen zur Abfallmitverbrennung in der Zementindustrie für die interessierte Öffentlichkeit, aber auch für die Presse und andere interessierte Kreise transparent zu machen und Wissenslücken zu schließen. Veröffentlicht in Texte | 202/2020.

Dreizehnte UN-Klimakonferenz in Bali (COP 13 / CMP 3)

Die 13. Vertragsstaatenkonferenz (COP 13) der Klimarahmenkonvention und 3. Vertragsstaatenkonferenz des Kyoto-Protokolls (CMP 3) im Jahr fand 3. bis zum 14. Dezember 2007 in Bali, Indonesien statt. Die Klimakonferenz endete mit dem Beschluss des Aktionsplan von Bali. Mit ihm beschlossen die Vertragsstaaten der Klimarahmenkonvention über die Themen konkrete Verpflichtungen sowie Beiträge aller Staaten zur Minderung von Emissionen (einschließlich Verminderung der Entwaldung), Anpassung, Technologie und Finanzierung bis und nach 2012 zu verhandeln. Ursprünglich sollten diese Verhandlungen 2009 auf der 15. Vertragsstaatenkonferenz (COP 15) in Kopenhagen enden. In Durban wurde entschieden, dass die Gruppe in Doha ihre Arbeit beenden soll.

Definition of best available techniques (BAT) in Europe for surface treatment using organic solvents

Die EU-Kommission hat Ende des Jahres 2014 einen Informationsaustausches zu besten verfügbaren Techniken (BVT) gemäß der Industrieemissionsrichtlinie (2010/75/EU) begonnen ("Sevilla-Prozess"), um das BVT-Merkblatt für Anlagen der "Oberflächenbehandlung unter Verwendung von organischen Lösemitteln" (STS BREF 2007) zu überarbeiten. Ziel der Richtlinie und der BVT-Merkblätter sind harmonisierte Genehmigungsgrundlagen für die betroffenen Anlagen in allen EU-Mitgliedstaaten. Deutschland beteiligt sich intensiv am Informationsaus-tausch, um die Anwendung hoher Umweltstandards europaweit zu fördern. Anhang I Nr. 6.7 der Industrieemissionsrichtlinie betrifft folgende Lösemittelanwender: "Behandlung von Oberflächen von Stoffen, Gegenständen oder Erzeugnissen unter Verwendung von organischen Lösungsmitteln, insbesondere zum Appretieren, Bedrucken, Beschichten, Entfetten, Im-prägnieren, Kleben, Lackieren, Reinigen oder Tränken, mit einer Verbrauchskapazität von > 150 kg organischen Lösungsmitteln pro Stunde oder > 200 t pro Jahr". Das Forschungsvorhaben ermittelt und dokumentiert den Stand der Technik in Anlagen in Deutschland. Von betroffenen Branchen wurden technische Informationen und Emissionsdaten aus Anlagen dokumentiert und bewertet, die entweder produktionsintegrierte Maßnahmen oder fortgeschrittene nachgeschaltete Emissionsminderungstechniken anwenden. Das Umweltbundesamt (UBA) hat als nationale Koordinationsstelle im Sevilla-Prozess im April 2014 eine Expertengruppe aus Behörden, Industrie und Wissenschaft einberufen, die die Revisionsarbeiten begleitet. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens wurden der Gruppe im Juni 2015 auf einem Fach-gespräch im UBA vorgestellt und mit ihr diskutiert. Kommentare der Gruppe wurden im Endbericht berücksichtigt. Quelle: Forschungsbericht

The Californian emissions trading system and electricity market

Dieser Bericht analysiert die Interaktion des Emissionshandelssystems (Cap and Trade, CaT) und des Strommarktes in Kalifornien entlang zweier Hauptfragen: Wie wirken sich die Gestaltungsmerkmale des CaT auf die ökologische Wirksamkeit des Systems und die Qualität des CO2-Preissignals aus? Wie wirken sich die Gestaltungsmerkmale des Strommarktes auf die durch das CO2-Preissignal induzierte Emissionsreduktion im Stromsektor aus? Basierend auf öffentlich verfügbaren Daten und Experteninterviews, ziehen wir vier wichtige Schlussfolgerungen zu den Auswirkungen der Strommarktstruktur auf die Qualität des CO2-Preises. Erstens beeinflusst der Kapazitätsmix die Rolle des CO2-Preises für den Stromsektor. Aufgrund des großen Anteils der Gaskapazitäten und des sehr geringen Anteils der Kohlekraftwerke kann die Emissionsreduktion im Stromsektor nur durch eine Verringerung der Produktion oder durch Investitionen in emissionsneutrale Technologien erreicht werden. Zweitens beeinflussen zahlreiche begleitende Politiken die Grenzvermeidungskosten im Elektrizitätssektor und indirekt auch den CO2-Preis. Somit spiegelt der CO2-Preis nur die Grenzvermeidungskosten unter Berücksichtigung der zusätzlichen Politiken wider. Drittens wird die Akzeptanz des Systems erhöht durch die sogenannten Kalifornischen Klimakredite, welche einen Großteil der CO2-Einnahmen an die Konsument*innen zurückerstatten. Viertens sollte das Emissionshandelssystem derzeit nicht als das wichtigste Klimapolitikinstrument im kalifornischen Stromsektor angesehen werden. Der breite Mix aus anderen Politiken führt zu einem tendenziell niedrigen CO2-Preis und macht die Gesamtkosten für die Transformation weniger transparent. Das könnte sich jedoch in Zukunft ändern, wenn die Emissionsreduktionsziele ambitionierter werden. Diese Fallstudie ist Teil des Projekts "Influence of market structures and market regulation on the carbon market", welches zum Ziel hat, die Auswirkungen der Marktstrukturen und Regulierungen auf CO2-Märkte zu identifizieren und die Abhängigkeiten von CO2- und Energiemärkten in Europa, Kalifornien, China, Südkorea und Mexiko zu untersuchen. Quelle: Forschungsbericht

Abfallmitverbrennung in Zementwerken

Die Mitverbrennung von Abfällen bzw. abfallbasierten Brennstoffen und Rohstoffen stellt eine seit Jahren etablierte und bewährte Maßnahme zur Schonung natürlicher Ressourcen wie fossiler Energieträger oder Primärrohstoffe dar. Zugleich trägt dies auch zur Verringerung des Aufkommens an zu beseitigenden Abfällen bei. Das vorliegende Sachverständigengutachten gibt einen Überblick über die Grundlagen der Zementklinkererzeugung, die Rechtsgrundlagen für die Abfallmitverbrennung in Zementwerken, die Emissionen deutscher Zementwerke, die Verfahren und Techniken zur Emissionsminderung und die Wechselwirkungen zwischen Ressourcenschonung und Klimaschutz bei der Abfallmitverbrennung. Es geht auch kurz auf die erforderliche Qualitätssicherung beim Einsatz abfallbasierter Brennstoffe und die rohstoffliche Verwertung von Abfällen ein. Mit diesem Sachverständigengutachten soll der aktuelle Stand der Abfallmitverbrennung in der deutschen Zementindustrie zusammengefasst, ein Überblick über die gesetzlichen Regelungen und aktuelle Fragen und Perspektiven sowie weitere relevante Aspekte etwa zur Qualitätssicherung beim Abfalleinsatz gegeben werden. Quelle: Forschungsbericht

Voluntary offsetting: credits and allowances

Bisher erfolgte die Bereitstellung von Zertifikaten innerhalb des freiwilligen Kohlenstoffmarktes fast ausschließlich in Form von Emissionsminderungsgutschriften (Credits), die durch Projekte im Rahmen von Baseline-and-Credit-Programmen generiert wurden. Dieser Bericht analysiert eine weitere mögliche Bezugsquelle: Zertifikate aus Emissionshandelssystemen (EHS). Wenn die EHS-Obergrenze stringent ist, führt die Löschung eines Emissionszertifikats zu einer zusätzlichen Verknappung - und damit zu einer zusätzlichen Emissionsreduktion innerhalb des Systems. Einige Emissionshandelssysteme verfügen jedoch über Marktstabilitätsmechanismen (MSM), wie die Marktstabilitätsreserve (MSR) im EU EHS, welche die Stilllegung von Zertifikaten vorsehen als Reaktion auf anhaltende Überschüsse an Zertifikaten im Umlauf. Ein MSM kann daher die Zusätzlichkeit (und damit den Umweltnutzen) von freiwilligen Emissionsausgleichen beeinflussen. Um dem entgegenzuwirken, könnten Akteure, die freiwillig Zertifikate kaufen, einen "Buy-and-Hold"-Ansatz verfolgen, bei dem ein Dienstleister z.B. ein Zertifikat kauft und es hält, bis der MSM keine Stilllegung des Zertifikats mehr bewirkt. Letztlich bieten die unterschiedlichen Interessen und Prioritäten der im freiwilligen Kohlenstoffmarkt agierenden Akteure Raum sowohl für Emissionsminderungsgutschriften als auch für Zertifikate. Auf der einen Seite könnten Kaufende von Emissionsausgleichen mit einem starken Fokus auf internationale Zusammenarbeit, Generierung von Zusatznutzen in Entwicklungsländern, Kommunizierbarkeit der Emissionsminderung und die Förderung bestimmter Technologien Emissionsminderungsgutschriften attraktiver finden. Diese Gutschriften sind oft mit geringeren Kosten verbunden, können aber auch mit höheren Reputationsrisiken sowie erheblichen Risiken bei der Bestimmung der Zusätzlichkeit der Emissionsreduktion und der Referenzemissionen (Crediting Baselines) verbunden sein. Andererseits könnten am freiwilligen Markt Teilnehmende, die eine höhere Sicherheit der direkten Emissionsminderung bevorzugen, den Erwerb von Zertifikaten vorziehen. Zertifikate können auch von Kaufenden bevorzugt werden, die Innovationen fördern oder Emissionsminderungen "im eigenen Land" vorantreiben wollen, da die meisten Kaufenden aus Industrieländern stammen. Die größte Herausforderung bei der Verwendung von Zertifikaten zur freiwilligen Löschung besteht darin, dass Emissionsminderungen von der Stringenz der kumulativen EHS-Obergrenze im Zeitverlauf abhängen und MSM angemessen berücksichtigt werden müssen. Quelle: Forschungsbericht

ULEV-Pkw mit geringem CO2-Ausstoss

Das Projekt "ULEV-Pkw mit geringem CO2-Ausstoss" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Mercedes-Benz Group AG durchgeführt. The platform technology focuses on development of DI Diesel passenger cars as clean as gasoline cars of the year 2005 with lower CO2 emissions than today's DI gasoline cars, considering advanced technologies: fuel injection+combustion process, air motion exhaust gas recirculation management to the necessary extend, exhaust gas after treatment with NOx reduction catalysis particulate trap. The use of 2 in technologies different engines is an attempt to reach the target with 2 methods of resolution by integrating the critical technologies of the included projects conc. The advanced injection charge motion systems, thermal management etc. Target will be reached with emission reduction via the optimal control of the applied technologies by a sophisticated power train management system is validated in one vehicle for each attempt.

Einsparpotenziale bei der Stahlproduktion

Etwa 5% der Treibhausgasemissionen der Europäischen Union sind auf die Stahlindustrie zurückzuführen. Insbesondere bei der Gewinnung von Rohstahl entstehen erhebliche Mengen an CO2 als Nebenprodukt. Das Fraunhofer IKTS (Institut für Keramische Technologien und Systeme) hat deshalb die Minderung der Emissionen durch elektrolysegestützte Direktreduktion unter Nutzung erneuerbarer Energien untersucht. Gegenwärtig wird Roheisen nahezu ausschließlich über die Hochofenroute hergestellt. Der Sauerstoff aus dem Eisenerz wird dabei mittels Koks reduziert, wobei CO2 entsteht. Eine großtechnische Alternative ist der sog. Direktreduktionsprozess (Direct Reduced Iron - DRI), bei dem zwar ebenfalls CO2 als Nebenprodukt entsteht, allerdings deutlich weniger, weil als Reduktionsmittel Erdgas verwendet wird. Bei der Reaktion entsteht Wasserstoff, der ebenfalls mit dem Sauerstoff des Eisenoxids (zu Wasser) reagiert, wodurch weniger Sauerstoff mit dem Kohlenstoff zu CO2 umgewandelt wird. Zukünftig kann dieser Prozess ohne fossile Energieträger auskommen. Dafür werden die für den Reduktionsprozess entscheidenden Gase (Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid) mittels Hochtemperaturelektrolyse (Solid Oxide Electrolysis) bereitgestellt. Da die Beimischung prozesstechnisch nur bis zu einem Anteil von 70 Vol.-% sinnvoll ist, hat das Fraunhofer IKTS neuartiges Prozesskonzept entwickelt. Sie nutzen die Fähigkeit der Hochtemperaturelektrolyse auch CO2 umzuwandeln. Im Direktreduktionsprozess ohnehin abgetrenntes Kohlenstoffdioxid wird dem Elektrolyseur mit Wasser zugeführt. So entstehen die beiden Reduktionsmittel Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Bei gleichem Substitutionsanteil können so die CO2 Emissionen im Vergleich zur reinen Wasserstoffsubstitution noch weiter gesenkt werden, was die benötigte Energiemenge deutlich reduziert. Der Prozesstechnische Grenzwert kann dadurch von 70 auf 85 vol. -% verschoben werden, wodurch noch weniger Erdgas benötigt wird. Große Potenziale für die Klimaschutzziele bietet darüber hinaus die Tatsache, dass bei eine Erdgassubstitution von mehr als 70 vol.-% das gekoppelte System aus Hochtemperaturelektrolyse und Direktreduktionsanlage die Roheisenproduktion sogar als CO2 Senke betrieben werden kann. Damit ist zukünftig auch der komplette Verzicht auf fossile Kohlenstoffträger möglich.

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