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s/thun/THGN/gi

Entwicklung von nachhaltigen globalen Klimaschutzszenarien

In der Klimaökonomie gibt es Bemühungen, Mängel des konventionellen Integrated Assessment Modelling (IAM) sowohl durch die Verfeinerung bestehender Modelle als auch durch ganz neue Ansätze zu überwinden. Beides zielt unter anderem darauf ab, auch besonders nachhaltige Klimaschutzpfade aufzuzeigen. Das UBA ist bestrebt, seine breite und tiefe umweltwissenschaftliche Expertise in diese fachspezifischen Diskussionen und Entwicklungen direkt mit einzubringen. Durch das avisierte Leuchtturm-Projekt soll aber auch die Expertise des UBAs durch den Ausbau der hausinternen Analyse- und Modellierungskompetenz für globale Klimaszenarien erweitert werden, um auch selbstständig oder in Kooperation mit Partnerschaftsinstitutionen eigene globale Klimaschutzszenarien entwickeln zu können, die wirtschaftlich, ökologisch und sozial nachhaltig sind. Die RESCUE2-Ergebnisse für die deutsche und die europäische Klimapolitik sind dabei der Ausgangspunkt der Überlegungen und stellen ein sehr gutes Beispiel für den Nutzen eigener Klimaschutzszenarien dar.

Weiterentwicklung fachlicher Grundlagen für das Umwelt- und Klimamanagement und die Treibhausgasneutralität von Unternehmen

Auf Grundlage bestehender Initiativen und Standards zum Klimamanagement in Unternehmen soll das Vorhaben wesentliche Anforderungen an die Treibhausgasneutralität von Organisationen herausarbeiten, die einen überprüfbaren Beitrag zu den nationalen und internationalen Klimazielen sicherstellen und Grünfärberei vermeiden. Schwerpunkt sollen Anforderungen an Ziele und Maßnahmen von Unternehmen zum Klimaschutz, zur Klimaanpassung, zur Energieversorgung sowie zu deren Verhältnis zu anderen Umweltaspekten (z.B. Biodiversität oder Ressourcenverbrauch) sein. Diese müssen sowohl den betrieblichen Gegebenheiten in den Unternehmen als auch den gesellschaftlichen Erfordernissen der Nachhaltigkeit (gem. den 17 SDG) genügen. Das Vorhaben soll die praktische Anwendung dieser Anforderungen in den Handlungsfeldern Gebäude, Verkehr, Beschaffung (Lieferketten) und IKT auswerten und die möglichen Zielkonflikte und Synergien zwischen betrieblichen und gesellschaftlichen Zielen und Anforderungen identifizieren. Daraus sollen Empfehlungen an die Unternehmen und an die Politik abgeleitet werden, wie betriebliche und gesellschaftliche Ziele in Einklang gebracht und die Transformation zu einer treibhausgasneutralen Wirtschaft gefördert werden kann.

Ressourcenschonende und kreislaufwirtschaftsfähige Kraftfahrzeuge: Instrumente und Maßnahmen zur Reduktion des Rohstoffbedarfs im Verkehrssektor durch zirkuläre Ökonomie parallel zu einer Energiewende im Verkehr

Fahrzeuge mit alternativen Antrieben spielen eine maßgebliche Rolle für Klimaschutz und Treibhausgasneutralität. Einsparung von fossilen Brennstoffen, aber auch hohe Bedarfe an teilweise kritischen mineralischen Rohstoffen und entsprechend zusätzlicher Druck auf ihre ohnehin stark ansteigende Primärgewinnung sind die Folge. Um diese mittel- und langfristig zu verringern, ist die zirkuläre Ökonomie (Circular Economy) eine entscheidende Stellschraube. Die UBA-RESCUE-Studie zeigte auf, wie ein ressourcenleichter und treibhausgasneutraler Verkehr bis 2050 aussehen könnte. Im Rahmen des Vorhabens sollen technische und nicht technische Optionen über alle Fahrzeuglebenszyklusphasen zur Reduktion der Auswirkungen des Verkehrs auf Klimawandel und Ressourceninanspruchnahme analysiert sowie konkretisiert werden und Instrumente sowie Maßnahmen entwickelt und bewertet werden, die geeignet sind, die RESCUE-Pfade zu erreichen. Maßnahmen über alle Lebenszyklusphasen sollen abdecken: 1) Verantwortungsvolle Rohstoffgewinnung und -verarbeitung inkl. Sorgfaltspflichten in Lieferketten, 2) Fahrzeugdesign, Kreislauffähigkeit, Materialeffizienz (u.a. Batterien) u.a., 3) THG-arme Produktionsverfahren, Rezyklateinsatz, 4) Verkehrsverlagerung und -vermeidung, Product-as-Service, Sharing, u.a., 5) Umweltaspekte der Anlagen- und Produktsicherheit, 6) Remanufacturing, Second-Life-Batterien, hochwertiges Recycling, 7) Digitaler Produktpass (siehe European Green Deal). Durch die übergreifende Betrachtungsweise können Wechselwirkungen identifiziert, Zielkonflikte minimiert und die Wirksamkeit der Maßnahmen optimiert werden. Detaillierte Modellierungen für den Verkehr unter Nutzung der RESCUE-Szenarien mit dem Fokus der Rohstoffinanspruchnahme. Entwicklung und Diskussion von Maßnahmen zur Erreichung der Transformationspfade. Roadmap für eine optimierte Circular Economy für Fahrzeuge im Rahmen der Verkehrswende und Energiewende im Verkehr. Unterstützung aktuell laufender Rechtsetzungsprozesse.

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.

Woran messen wir Treibhausgasreduktionen von Energiepfaden?

Mit vergleichenden Treibhausgasbilanzen wird ermittelt, welche Energieträger in Zukunft bevorzugt eingesetzt werden sollten, um zur Treibhausgasneutralität bis zum Jahr 2045 beizutragen. In den meisten Festlegungen stellen fossile Energieträger das Referenzsystem für diesen Vergleich dar. Mit zunehmender Verbreitung erneuerbarer Energien erscheint diese Wahl eines Referenzsystems aber als weniger angemessen. Der Kurzbericht untersucht am Beispiel von Bioenergiepfaden, wie Referenzsysteme gewählt werden sollten, um der dynamischen Transformation des Energiesystems gerecht zu werden. Im Ergebnis wird vorgeschlagen, für eine Bewertung absolute ⁠ Treibhausgas ⁠-Grenzwerte mehrerer Referenzsysteme kombiniert zu nutzen, oder das für eine Fragestellung jeweils passende Referenzsystem auszuwählen. Veröffentlicht in Climate Change | 63/2025.

REFINE: Betrachtung von Rohstoffaufwendungen und Umweltwirkungen für die Energiewende in einem ressourcenschonenden und treibhausgasneutralen Deutschland - Teilbericht Rohstoffe

Im Rahmen des Projektes "Betrachtung von Rohstoffaufwendungen und Umweltwirkungen für die Energiewende in einem ressourcenschonenden und treibhausgasneutralen Deutschland" wurde untersucht, wie sich der Rohstoffbedarf unterschiedlicher Transformationspfade zur Treibhausgasneutralität entwickelt und welche Umweltwirkungen sich im In-und Ausland durch die Energiewende in Deutschland ergeben könnten. Zentrale Fragen für diesen Teilbericht waren: Wie ändert sich der Rohstoffbedarf Deutschlands für relevante Rohstoffe? Stehen uns die benötigten Rohstoffe in ausreichender Menge zur richtigen Zeit zur Verfügung? Die Ergebnisse zeigen, dass mit einer ambitionierten Transformation in Deutschland kann der Primärrohstoffkonsum bis 2050 um 55 % auf 7,9 t RME pro Kopf reduziert werden. In den betrachteten Transformationspfaden macht der Rohstoffbedarf für die Schlüsseltechnologien einen überschaubaren Anteil am RMC aus und stellt damit kein Hindernis für eine ambitionierte und schnelle Umsetzung der Energiewende dar. Veröffentlicht in Texte | 129/2025.

REFINE: Betrachtung von Rohstoffaufwendungen und Umweltwirkungen für die Energiewende in einem ressourcenschonenden und treibhausgasneutralen Deutschland - Teilbericht Umweltwirkungen

Im Rahmen des Projektes "Betrachtung von Rohstoffaufwendungen und Umweltwirkungen für die Energiewende in einem ressourcenschonenden und treibhausgasneutralen Deutschland" wurde untersucht, wie sich der Rohstoffbedarf unterschiedlicher Transformationspfade zur Treibhausgasneutralität entwickelt und welche Umweltwirkungen sich im In-und Ausland durch die Energiewende in Deutschland ergeben könnten. Zentrale Fragen im Rahmen dieses Teilbericht waren: In welchem Verhältnis stehen die national eingesparten zu den durch die Energiewende bedingten nationalen und internationalen THG-Emissionen? Welche weiteren Umweltwirkungen im Ausland lösen wir aus? Die Ergebnisse zeigen: Die Wirkung der nationalen ⁠ Treibhausgas ⁠-Emissionen sinkt in den untersuchten Szenarien um 96-99 %, die im Ausland durch Importe ausgelösten um mindestens 84 %. Auch die meisten anderen Umweltwirkungen und Ressourcenbedarfe sinken, wenn auch nicht so stark wie das Treibhauspotenzial. Veröffentlicht in Texte | 128/2025.

Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie, Teilvorhaben: Entwicklung des klimaneutralen Brennverfahrens

Das Ziel des Projektes besteht in der Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie. Der Bundesverband der Deutschen Ziegelindustrie e. V. hat im März 2021 eine Roadmap für eine treibhausgasneutrale Ziegelindustrie in Deutschland - Ein Weg zur Klimaneutralität der Branche bis 2050- herausgegeben. Die Treibhausgasemissionen der deutschen Ziegelindustrie betragen rund 1,74 Mio. t CO2 im Jahr. Bis zum Jahr 2050 soll das Ziel der Treibhausgasneutralität, mit dann nur noch Emissionen von rund 0,5 Mio. t CO2/a, erreicht sein. Ein großes Problem bei der Herstellung keramischer Erzeugnisse wie Ziegel, Dachziegel, Klinker etc. ist der hohe Energieverbrauch. Der Sekundärenergieträger Wasserstoff kann durch seine CO2-freie Verbrennung sehr gut als Brennstoff eingesetzt werden. Wasserstoff ist ein brennbares Gas das exotherm mit Sauerstoff zu Wasser reagiert. Durch die Veränderung der Gasatmosphäre im Ofen gibt es jedoch Auswirkungen auf die Eigenschaften des Brennproduktes, die keramischen Eigenschaften, die Brennfarbe, die Puzzolanität und schädliche Emissionen im Ofenraum. Schwerpunkt ist es, derzeit noch offene Fragestellungen zum Wasserstoff-verfahren zu lösen, d.h. Kenntnisse über die Reaktionsmechanismen in den Rohstoffen bei wasserdampfhaltiger Atmosphäre zu erlangen und ein Konzept für die Verfahrenstechnik zu entwickeln, mit der es nach dem heutigen Stand der Technik möglich wird, ein solches Brennverfahren sicher und wirtschaftlich in einem kontinuierlichen Prozess einzusetzen. Die Projektergebnisse sollen im Werk Rietberg der Wienerberger GmbH in einem Pilotofen umgesetzt und erprobt werden.

Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie

Das Ziel des Projektes besteht in der Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie. Der Bundesverband der Deutschen Ziegelindustrie e. V. hat im März 2021 eine Roadmap für eine treibhausgasneutrale Ziegelindustrie in Deutschland - Ein Weg zur Klimaneutralität der Branche bis 2050- herausgegeben. Die Treibhausgasemissionen der deutschen Ziegelindustrie betragen rund 1,74 Mio. t CO2 im Jahr. Bis zum Jahr 2050 soll das Ziel der Treibhausgasneutralität, mit dann nur noch Emissionen von rund 0,5 Mio. t CO2/a, erreicht sein. Ein großes Problem bei der Herstellung keramischer Erzeugnisse wie Ziegel, Dachziegel, Klinker etc. ist der hohe Energieverbrauch. Der Sekundärenergieträger Wasserstoff kann durch seine CO2-freie Verbrennung sehr gut als Brennstoff eingesetzt werden. Wasserstoff ist ein brennbares Gas das exotherm mit Sauerstoff zu Wasser reagiert. Durch die Veränderung der Gasatmosphäre im Ofen gibt es jedoch Auswirkungen auf die Eigenschaften des Brennproduktes, die keramischen Eigenschaften, die Brennfarbe, die Puzzolanität und schädliche Emissionen im Ofenraum. Schwerpunkt ist es, derzeit noch offene Fragestellungen zum Wasserstoff-verfahren zu lösen, d.h. Kenntnisse über die Reaktionsmechanismen in den Rohstoffen bei wasserdampfhaltiger Atmosphäre zu erlangen und ein Konzept für die Verfahrenstechnik zu entwickeln, mit der es nach dem heutigen Stand der Technik möglich wird, ein solches Brennverfahren sicher und wirtschaftlich in einem kontinuierlichen Prozess einzusetzen. Die Projektergebnisse sollen im Werk Rietberg der Wienerberger GmbH in einem Pilotofen umgesetzt und erprobt werden.

Wissenschaftliche Unterstützung zu Instrumenten- und Maßnahmen zur Beschleunigung des Ausbaus erneuerbarer Energien für Klimaneutralität bis 2045

Das Klimaschutzgesetz sieht eine Treibhausgasneutralität in 2050 u.a. durch den Ausbau an Erneuerbaren Energien vor. In dem Vorhaben soll untersucht werden, wie der aus Klimaschutzsicht erforderliche EE-Ausbau erreicht und Potenziale gehoben werden können. Es wird davon ausgegangen, dass der weitere Leistungszubau maßgeblich im Bereich der Windenergie und Photovoltaik stattfindet. Dies bringt dauerhaft eine Vielzahl technischer, wirtschaftlicher und fachplanerischer sowie zum Teil rechtlicher Fragestellungen mit sich. Im Rahmen der fortzuführenden Diskussionen, Gesetzesnovellierungen und Planungs- und Abstimmungsprozesse besteht für BMU und UBA Bedarf an hochspezialisierter wissenschaftlicher Unterstützung zu Rechts-, Technik-, und Fachfragen. Im Zuge dieser Beratung sollen auch konkrete Vorschläge für modifizierte Instrumente und neue oder flankierende Maßnahmen erarbeitet werden, um die Voraussetzungen für einen aus Klimaschutzsicht robusten und stetigen Ausbau der erneuerbaren Energien zu gewährleisten. Demgegenüber stellen sich im Bereich der Bioenergie vermehrt Fragen, wie eine klimagerechte Nutzung des nur begrenzten nachhaltigen Biomassepotenzials insbesondere im EEG-Kontext ausgestaltet werden kann. Auch hierzu besteht Bedarf für hochspezialisierte wissenschaftliche Unterstützung zu Rechts-, Technik-, und Fachfragen. Inhaltlich werden voraussichtlich folgende Aspekte im Fokus stehen: 1. finanzielle Bürger- oder Gemeindebeteiligung bei Windenergie und insbesondere bei Photovoltaik angesichts zunehmender Anlagengrößen, 2. Anforderungen und Auswirkungen 'besonderer Solaranlagen' (Agrar-PV, schwimmende PV, Parkplatz-PV) im Rahmen der Innovationsausschreibungen, 3. Ausbaupfade , Ziel- und Flächensteuerung, Monitoring, 4. Geschäftsmodelle ohne EEG-Förderung oder andere staatliche Finanzierung, 5. Planungs- und Genehmigungsrahmen für Windenergieanlagen und PV-Freiflächenanlagen, 6. Klimagerechtere Ausrichtung des EEG mit Blick auf die Bioenergie.

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