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    Internationale Kooperationen im Bereich Umwelttechnologie und die Rolle Deutschlands
    (UBA, 2022)
    Gandenberger, Carsten
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    In den vergangenen Jahren ließ sich ein starkes Wachstum der Umweltinnovationsaktivitäten in Schwellenländern beobachten. Angesichts dieser Entwicklung stellt sich die Frage, ob das deutsche Innovationssystem offen genug ist, um die sich dadurch ergebenden Chancen für die internationale technische Zusammenarbeit zu nutzen. Um dieser Frage nachzugehen, erfolgt in diesem Bericht eine Bestandsaufnahme der internationalen Kooperationsaktivitäten mit Fokus auf internationale Ko-Publikationen, internationale Ko-Patente, ausländische F&E-Direktinvestitionen deutscher Unternehmen sowie den internationalen Handel mit Umwelttechnologien.
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    Innovationsmotor Umweltschutz: Forschung und Patente in Deutschland und im internationalen Vergleich
    Weltweit werden immer größere Anstrengungen zum Schutz und zur Verbesserung von Umwelt und Klima unternommen. Diese Entwicklung schlägt sich nicht nur in wachsenden Kosten und Investitionen für Umweltschutz nieder, sondern hat auch zu einer wachsenden Bedeutung der internationalen Innovationsanstrengungen für Umweltschutzlösungen geführt. Die Studie untersucht anhand verschiedener Indikatoren zu Forschung und Entwicklung von Staat und Wirtschaft sowie zu den Patentanmeldungen die deutschen und internationalen Strukturen und Entwicklungen in der Umweltforschung. In längerfristiger Sicht sind sowohl in Deutschland als auch weltweit die öffentlichen FuE-Budgets in diesem Bereich deutlich gestiegen - mit klaren strukturellen Verschiebungen zulasten von physischer Umweltforschung (Abfall, Wasser, Boden, Lärm) und zugunsten von Energie- und Klimaschutzforschung. Maßgeblicher Treiber dieser Entwicklung war zunächst vor allem der Bereich der erneuerbaren Energien. Erst im Verlauf der letzten Dekade sind innovative Energieeffizienzlösungen und Speichertechnologien weltweit stärker in den Fokus gerückt. Die Patentaktivitäten weisen Deutschland weiterhin als ein Land aus, das (eher) zu den führenden Nationen im Bereich der Umwelttechnologien zählt. Jedoch ist die Zahl der Patentanmeldungen rückläufig, sodass die Dynamik bei Umwelttechnologien weiter hinter der Dynamik der allgemeinen technologischen Entwicklung zurückbleibt. Das Bild ist stark von den Entwicklungen bei Klimaschutztechnologien geprägt.
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    Digitalisation of energy flexibility
    (European Union, 2022)
    Antretter, Michelle
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    Singh, Mahendra
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    Boer, Jordy de
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    Rolser, Ole
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    Hernandez Diaz, Diego
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    Fitzschen, Franziska
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    Garcerán, Andrés
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    Reina, Ricardo
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    Stemmer, Stefanie
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    Steinbach, Jan
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    Popovski, Eftim
    In 2019, the European Commission announced its European Green Deal, a set of policy initiatives to curb CO2 emissions across the economy by 2050, and in summer 2021 the Commission presented the Fit for 55 package, which set an intermediate target to reduce emissions by 55% from 1990 levels by 2030. Additionally, Fit for 55 would, among other initiatives, increase the target share of renewables in the overall energy mix from 32% to 40% by 2030. Currently, 20% of all energy in the European Union comes from renewable sources; achieving the Fit for 55 goal would mean a doubling of renewable energy sources in the next nine years. For the energy sector, achieving this target will entail shifting from conventional to renewable energy sources at an increased pace. Most renewable energy sources, such as wind and solar, are fluctuating and non-dispatchable; that is, they cannot be controlled by grid operators or market needs but instead are weather-dependent. This fluctuation in supply can create mismatches between generation and demand that requires additional flexibility to equilibrate the power system. This report, researched and written by the Energy Transition Expertise Centre (EnTEC) under the auspices of the European Union looks at topics related to energy transition and focuses on potential solutions for enabling a renewables-based power system that are primarily at least strongly digital. It mainly examines digitally enabled flexibility solutions that leverage existing infrastructure, and does not include purpose-built non-digital flexibility solutions such as utility-scale batteries and gas power plants. EnTEC will support the transformation of the EU energy system by monitoring and analysing trends in technologies and innovations and their impacts on the ongoing energy transition. It will provide the European Commission with recommendations for policy responses and triggering the debate regarding societal changes required to achieve the European Green Deal targets.
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    Digitalisierung und Gemeinwohl - Transformationsnarrative zwischen Planetaren Grenzen und Künstlicher Intelligenz. Abschlussbericht
    (UBA, 2022) ; ; ; ;
    Mangels, Meent
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    Meissner, Lia
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    Meissner, Svetlana
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    Röß, Andreas
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    Simon, Jan
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    Potthast, Thomas
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    Bossert, Leonie
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    Brand, Cordula
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    Saghri, Stefanie
    Im Projekt ""Gemeinwohlorientierung im Zeitalter der Digitalisierung"" haben das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI) und das Ethikzentrum der Universität Tübingen (IZEW) anthropologische und ethische Konzepte mit Fokus auf Künstliche Intelligenz(KI) analysiert und entwickelt, sowie darauf aufbauend neue Einstiege in Narrative für gesellschaftliche Transformationen geschaffen. Zehn Anwendungsfelder für KI, die mitgrundlegenden Veränderungen der Mensch-Technik-Umwelt-Beziehungen einhergehen können, wurden identifiziert und beschrieben. Dabei stand die Differenzierung zwischen empirisch beobachtbaren Entwicklungen und spekulativen Visionen im Zentrum der Analyse. Für zwei Themen wurden ethische Analysen durchgeführt: Affective Computing und Autonome Systeme zur Erschließung von für Menschen (bislang) unverfügbaren Räumen. Ethisch relevante zu berücksichtigende Punkte sind (1) KI-basierte Manipulation und Täuschung von Emotionen, (2)Beteiligung und Zugangsgerechtigkeit inklusive der Rolle privater Unternehmen, (3) Extended Reality als besseres Lernen versus Entfremdung durch Entpersonalisierung und Entkörperlichung, (4) Privatheit persönlicher Daten, (5) Natürlichkeit versus Künstlichkeit und Authentizität hinsichtlich Emotionen, (6) Autonome Systeme als Teil der Frontier-Ideologie der nutzenorientierten Technisierung der Natur versus Forderungen nach (partieller)Unverfügbarkeit von Räumen, (7) rein symptomorientierte Techno-Fix-Zugänge versus Suffizienzförderung durch KI, (8) Modifikation von Verantwortungsrelationen durch KI, (9) Dual use beziehungsweise starke militärische Beteiligung und Interessen an KI-Forschung. Anknüpfungspunkte für die ethischen Befunde sind die Arenen Bildung für Nachhaltige Entwicklung und nachhaltiges Verhalten, die Unverfügbarkeit von Räumen im Anthropozän sowie Governance der Technikentwicklung. Mit Storyboards wurde ein Einstieg für neue Narrative zur Verfügung gestellt, der Umweltinteressierte und Medienschaffende dazu anregen soll, sich mit normativen Fragen der KI zu befassen. Der Abschlussbericht schließt mit der Formulierung von aktuellem Forschungsbedarf.
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    Der EU-Innovationsfonds im Zusammenspiel mit anderen Förderprogrammen in Deutschland und der EU
    (UBA, 2022) ; ;
    Antoni, Johannes
    Der Bericht untersucht das Zusammenspiel des EU-Innovationsfonds (IF) mit anderen Förderprogrammen auf EU- und deutscher Ebene, mit dem Fokus auf der Förderung von Innovationen mit einem hohen Potenzial zur Dekarbonisierung in der EU-ETS Industrie. Neben generellen Aspekten der Projektförderung ist bei der Kombination des IF mit nationalen Mitteln das EU-Beihilferecht essentiell. Der Bericht stellt die wesentlichen Förderprogramme in Form von Steckbriefen dar und untersucht dann anhand von zwei Programmen der EU-Ebene und vier Programmen aus Deutschland - darunter das neue Förderprogramm 'Dekarbonisierung der Industrie' und Klimaschutzverträge - wie die Förderung konkret mit dem IF kombiniert werden könnte.
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    The role of renewable H2 import & storage to scale up the EU deployment of renewable H2
    (European Union, 2022) ; ; ; ;
    Schröer, Ramona
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    Kawale, Durgesh
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    Koornneef, Joris
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    Melese, Yeshambel
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    Schaaphok, Marianne
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    Gorenstein Dedecca, João
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    Bene, Csinszka
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    Cerny, Ondrej
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    Gérard, Frank
    The European Commission's hydrogen strategy presented in July 2020 outlines, amongst other elements, how to upscale the demand and supply of renewable hydrogen. It has set the strategic objective to install at least 40 GW of renewable hydrogen electrolyser capacity within the EU (producing about 5 Mt of renewable hydrogen) based upon an estimated demand of up to 10 Mt per year of renewable hydrogen in the EU by 2030. To produce 10 Mt of renewable hydrogen, a substantial amount of additional renewable electricity will be needed to produce renewable hydrogen, on top of the large amounts of renewable electricity that will be needed to electrify end-uses that are currently served by other energy carriers. The characteristics of renewable electricity generation, such as its variability and the time needed to realize additional solar and wind parks, the need to minimise the costs of the energy transition, and security of supply considerations require taking an in-depth look into the role of renewable hydrogen import (infrastructure) as well as into the role of hydrogen storage (infrastructure) to decarbonize the EU economy. At the moment, it is not clear whether domestic production of hydrogen will achieve the strategic EU 2030 goal to cover 10 Mt of renewable hydrogen demand, leading to the potential need for imports. Therefore, this research paper intends to assess the supply gaps and possible options for cost-effective renewable hydrogen carriers imports and transport modes, given the broad diversity of potential supply scenarios.
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    Strukturwandel zu einer Green Economy
    (UBA, 2022)
    Hünecke, Katja
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    Heyen, Dirk A.
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    Im Rahmen des F+E-Vorhabens ""Strategien und Handlungsempfehlungen für den ökologischen Strukturwandel in Richtung einer Green Economy"" (FKZ 3716 14 101 0) beschäftigte sich das hier zugrundeliegende Arbeitspaket 1 mit der Frage, welche Branchen aus ökologischen Gründen in besonderem Maße vor einem Strukturwandel stehen. Vor diesem Hintergrund verfolgte das Arbeitspaket das Ziel, geeignete Methoden und Kriterien zur Identifizierung von Branchen zu sammeln und anzuwenden, für die ein grundlegender Strukturwandel erwartbar bzw. unumgänglich ist - vor dem Hintergrund gesetzter langfristiger Umweltziele und/oder aufgrund umweltbezogener Megatrends (gerade auch jenseits von Klimawandel, Klimaschutz und Klimaanpassung). Zudem sollten ökonomische Trends und Kriterien der Branchen mitberücksichtigt werden. Dabei wurden die ökologischen Herausforderungen für die Branchen anhand ausgewählter umweltwirkungskategorien analysiert - qualitativ auf Basis einer Literaturauswertung sowie quantitativ mit Hilfe der Datenbank EXIOBASE. Der Einfluss der ökologischen und ökonomischen Megatrends wurde rein qualitativ analysiert - wobei für die ausgewählten ""Hotspot-Branchen"" auch mögliche indirekte Wirkungen berücksichtigt wurden. Ziel des Arbeitspaketes war es nicht nur, über eine Art Screening ein inhaltliches Bewertungsergebnis zu konkreten Branchen zu erstellen, sondern den Auftraggebenden mit dem dazu entwickelten Ansatz auch ein Instrument zur Verfügung zu stellen, mit dem sich künftig die Analysen aktualisieren und weitere Analysen durchführen lassen. Das Arbeitspaket hatte somit auch einen methodisch explorativen Charakter.
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    Branchenausblick 2030+. Automotive mit Schwerpunkt Ostdeutschland
    (Stiftung Arbeit und Umwelt der IGBCE, 2022)
    Viñallonga, Mar
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    Sanllorente, Antonia H.
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    Standards and innovation. What does the research say?
    (ISO, 2022)
    Using a combination of academic research and case studies, this paper explores the complex relationship between standards and innovation. It summarizes the current state of research in this area and assesses the theoretical and practical implications of this interdependent relationship. The paper provides empirical evidence of where standards can promote innovation and highlights the need for additional empirical research to better understand the relationship between those two concepts.
  • Publication
    Innovationen in der deutschen Wirtschaft. Indikatorenbericht zur Innovationserhebung 2021
    (ZEW, 2022)
    Rammer, Christian
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    Doherr, Thorsten
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    Krieger, Bastian
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    Niggemann, Hiltrud
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    Peters, Bettina
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    Trunschke, Markus
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    Burg, Julian von der
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    Eibelshäuser, Svenja