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Angesichts der sich rasant verschlimmernden Klimakrise und des prognostizierten Ressourcenmangels wächst das Interesse und der Druck, nachhaltige Lösungen für das Wirtschaftssystem zu erschließen. Die Circular Economy bietet ein aussichtsreiches Konzept, um nachhaltige Strategien in Geschäftsmodelle zu integrieren. In der vorliegenden Abschlussarbeit wird daher untersucht, welche zirkulären Ansätze in Unternehmen kommuniziert und umgesetzt werden. Die Forschungsfrage beschäftigt sich damit, inwiefern Diskrepanzen zwischen den Strategien aus Kundenperspektive und Geschäftsmodell-perspektive auftreten. Darüber hinaus werden Wechselmotivatoren von linearen zu zirkulären Produkten aus Kunden- und Unternehmensperspektive untersucht. Hierzu wurden mithilfe von Experten des Fraunhofer Instituts UMSICHT Produkte bzw. Dienstleistungen ermittelt, die in das Spektrum der Circular Economy fallen. Diese wurden dann anhand einer Kommunikations-analyse bezüglich der beworbenen und angewendeten R-Strategien, sowie der adressierten Wechselmotivation für Kunden untersucht. In einer Onlineumfrage wurden die Beweggründe eines Unternehmens, nachhaltige Ansätze in die Geschäftstätigkeiten zu integrieren, ermittelt. In view of the rapidly worsening climate crisis and the predicted shortage of resources, there is a growing interest and pressure to develop sustainable solutions for the economic system. The circular economy offers a promising concept for integrating sustainable strategies into business models. This thesis therefore investigates which circular approaches are communicated and implemented in companies. The research question deals with the extent to which discrepancies occur between strategies from the customer perspective and the business model perspective. Furthermore, change motivators from linear to circular products are investigated from the customer and also from the company perspective. For this purpose, products and services that fall within the spectrum of the Circular Economy were identified with the help of experts at the Fraunhofer Institute UMSICHT. These products and services were then examined on the basis of a communication analysis with regard to the advertised and applied R-strategies, as well as the addressed change motivation for customers. An online survey was used to determine the motivation of a company to integrate sustainable approaches into its business activities.

Publiziert als Diskussionsbeiträge der Scientists for Future, 9, 1–98. (Note:The article is in German, but provides a long English abstract.) ZUSAMMENFASSUNG (English further below): Angesichts der sich beschleunigenden Klimakrise wird die Bedeutung der Kernkraft, die derzeit ca. 10 % der weltweiten Stromproduktion ausmacht, für den zukünftigen Energieträgermix diskutiert. Einige Länder, internationale Organisationen, private Unternehmen sowie Forscher:innen messen der Kernenergie auf dem Weg zur Kli­ma­neutralität und zum Ende fossiler Energien eine gewisse Bedeutung bei. Dies geht auch aus Energie- und Klimaszenarien des IPCC hervor. Dagegen legen die Er­fahrun­gen mit der kommerziellen Nutzung der Kernkraft der letzten sieben Jahr­zehnte nahe, dass ein solcher Pfad mit erheblichen technischen, ökonomischen und gesell­schaftlichen Risiken verbunden ist. Der vorliegende Diskussionsbeitrag erör­tert Ar­gumente in den Bereichen „Technologie und Gefahrenpotenziale“, „Wirt­schaftlich­keit“, „zeitliche Verfügbarkeit“ sowie „Kompatibilität mit der sozial-ökolo­gischen Transformation“ und zieht dann ein Fazit. Technologie und Gefahrenpotenziale: In Kernkraftwerken sind jederzeit katastro­phale Unfälle mit großen Freisetzungen radioaktiver Schadstoffe möglich. Dies zei­gen nicht nur die Großunfälle, z. B. die Ka­ta­strophen von Tschernobyl und Fukushima, sondern auch eine Vielzahl von Un­fäl­len, die sich seit 1945 in jedem Jahrzehnt und in jeder Region, die Kernenergie nutzt, ereignet haben. Von in Planung befindlichen SMR-Reaktorkonzepten („Small Modu­lar Reactors“) ist keine wesentlich größere Zuver­lässigkeit zu erwarten. Darüber hinaus besteht permanent die Gefahr des Miss­brauchs von waffenfähigem Spaltmaterial (hochangereichertes Uran bzw. Plu­to­nium) für terroristische Zwecke oder andere Proliferation. Die Endlagerung hoch­radio­aktiver Abfälle muss aufgrund hoher Halbwertszeiten für über eine Millio­n Jahre sicher gewähr­leistet werden; die damit verbundenen Langfristrisiken sind aus heu­tiger Per­spektive nicht überschaubar und weisen zukünftigen Generationen erheb­liche Las­ten zu. Wirtschaftlichkeit: Die kommerzielle Nutzung von Kernenergie war in den 1950er Jahren ein Nebenprodukt militärischer Entwicklungen und hat seit dieser Zeit nie­mals den Sprung zu einer wettbewerbsfähigen Energiequelle geschafft. Selbst der laufende Betrieb von älteren Kernkraftwerken wird heute zunehmend unwirtschaft­lich. Laufzeitverlängerungen sind technisch und wirtschaftlich riskant. Beim Neubau von Kernkraftwerken der aktuellen 3. Generation muss mit Verlusten in Höhe meh­rerer Milliarden US-$ bzw. € gerechnet werden. Zusätzlich fallen erhebliche und der­zeit weitgehend unbe­kannte Kosten für den Rückbau von Kernkraftwerken und die Endlagerung radioak­tiver Abfälle an. Energiewirtschaftliche Analysen zeigen, dass die Einhaltung ambitio­nierter Klimaschutzziele (globale Erwärmung 1,5° bis unter 2 °C) ohne Kernenergie nicht nur möglich, sondern auch unter Berücksichtigung von Systemkosten mit erneuerbaren Energien kostengünstiger ist. Hierzu kommt, dass Unfallrisiken von Kernkraftwerken nicht versicherbar sind und Schäden daher immer sozialisiert werden müssen. Die in aktu­ellen Diskussionen genannten SMR-Konzepte („Small Modular Reactors“) und die Konzepte der sogenannten „Kernkraftwerke der 4. Generation“ (nicht-Leichtwasser-gekühlt) sind technisch unausgereift und weit von kommerziellen Einsätzen entfernt. Zeitliche Verfügbarkeit: Angesichts des stagnierenden bzw. in allen Kernkraftstaaten (außer China) rückläufigen Kernkraftwerksbaus, Planungs- und Bauzeiten von zwei Jahrzehnten (und mehr) sowie absehbar geringen technischen Innovationen kann Kernkraft in den für die Bekämpfung der Klimakrise relevanten Zeiträumen von zwei bis maximal drei Jahrzehnten keine Rolle spielen. Die Anzahl des Baubeginns von Kernkraftwerken ist bereits seit 1976 rückläufig. Aktuell befinden sich lediglich 52 Kernkraftwerke im Bau und nur wenige Länder versuchen den Einstieg in die Kern­energie. Traditionelle Hersteller wie Westinghouse (USA) und Framatome (Frank­reich) sind finanziell angeschlagen und nicht in der Lage, im nächsten Jahrzehnt eine große Anzahl an Neubauprojekten in Angriff zu nehmen. Kernkraft in der sozial-ökologischen Transformation: Die größte Herausforderung der großen Transformation, d. h. von sozial-ökologischen Reformen in Richtung zu einem gesellschaftlich gestützten zukunftsfähigen, klimaneutralen Energiesystem, liegt in der Überwindung der Widerstände („Lock-in“) des alten, von fossilen Kraftwerken dominierten Energiesystems. Kernenergie ist nicht geeignet, diesen Transforma­tionsprozess zu unterstützen, sondern blockiert diesen sogar: durch Innovations- und Investitionsblockaden. Nuklearer Wasserstoff ist weder aus technischen noch aus ökonomischen Gründen eine Option zur Steigerung der Auslastung von Kern­kraftwerken. Japan ist ein plastisches Beispiel für Transfor­mationsresistenz. In Deutschland schreitet die Atomwende zwar durch die Abschal­tung der letzten sechs Kernkraftwerke (2021 bzw. 2022) voran, jedoch sind weitere Schritte zu einem voll­ständigen Atomausstieg notwendig, u. a. die Schließung der Atomfabriken in Lingen und Gronau. Die Atomwende ist auch eine notwendige Be­dingung für eine erfolg­reiche Endlagersuche. Fazit: Im vorliegenden Diskussionsbeitrag wird eine Vielzahl von Argumenten ge­prüft und am bestehenden Stand der Forschung abgeglichen. Dabei bestätigt sich die Einschätzung der Scientists for Future aus dem Diskussionsbeitrag „Klimaver­trägliche Energieversorgung für Deutschland“ vom Juli 2021, dass Kernenergie nicht in der Lage ist, in der verbleibenden Zeit einen sinnvollen Beitrag zum Umbau zu einer klimaverträglichen Energieversorgung zu leisten. Kernkraft ist zu gefährlich, zu teuer und zu langsam verfügbar; darüber hinaus ist Kernkraft zu transformationsresis­tent, d. h. sie blockiert den notwendigen sozial-ökologischen Transformationspro­zess, ohne den ambitionierte Klimaschutzziele nicht erreichbar sind. ENGLISH: In light of the accelerating climate crisis, nuclear energy and its place in the future energy mix is being debated once again. Currently its share of global electricity ge­n­eration is about 10 percent. Some countries, international organizations, private businesses and scientists accord nuclear energy some kind of role in the pursuit of climate neutrality and in ending the era of fossil fuels. The IPCC, too, includes nuclear energy in its scenarios. On the other hand, the experience with commercial nuclear energy generation acquired over the past seven decades points to the significant technical, economic, and social risks involved. This paper reviews arguments in the areas of “technology and risks,” “economic viability,” ’timely availability,” and “com­patibility with social-ecological transformation processes.” Technology and risks: Catastro­phes involving the release of radioactive material are always a real possibility, as il­lustrated by the major accidents in Three Mile Island, Chernobyl, and Fukushima. Also, since 1945, countless accidents have occurred wherever nuclear energy has been deployed. No significantly higher reliability is to be expected from the SMRs (“small modular reactors”) that are currently at the plan­ning stage. Even modern ma­thematical techniques, such as probabilistic security analyses (PSAs), do not adequa­tely reflect important factors, such as deficient secu­rity arrangements or rare natural disasters and thereby systematically underestimate the risks. Moreover, there is the ever-present proliferation risk of weapon-grade, highly enriched uranium, and plutonium. Most spent fuel rods are stored in scarcely protected surface containers or other interim solutions, often outside proper con­tainment structures. The safe storage of highly radioactive material, owing to a half-live of individual isotopes of over a million years, must be guaranteed for eons. Even if the risks involved for future generations cannot be authoritatively determined to­day, heavy burdens are undoubtedly externalized to the future. Nuclear energy and economic efficiency: The commercial use of nuclear energy was, in the 1950s, the by-product of military programmes. Not then, and not since, has nuclear energy been a competitive energy source. Even the continued use of existing plants is not economical, while investments into third generation reactors are pro­jected to require subsidies to the tune of billions of $ or €. The experience with the development of SMR con­cepts suggests that these are prone to lead to even higher electricity costs. Lastly, there are the considerable, currently largely unknown costs involved in dismant­ling nuclear power plants and in the safe storage of radioactive waste. Detailed ana­lyses confirm that meeting ambitious climate goals (i. e. global heating of between 1.5° and below 2° Celsius) is well possible with renewables which, if system costs are consi­dered, are also considerably cheaper than nuclear energy. Given, too, that nuclear power plants are not commercially insurable, the risks inherent in their operation must be borne by society at large. The currently hyped SMRs and the so-called Generation IV concepts (not light-water cooled) are techno­logically immature and far from commercially viable. Timely availability: Given the stagnating or – with the exception of China – slowing pace of nuclear power plant construction, and considering furthermore the limited innovation potential as well as the timeframe of two decades for planning and con­struction, nuclear power is not a viable tool to mitigate global heating. Since 1976, the number of nuclear power plants construction starts is declining. Currently, only 52 nuclear power plants are being built. Very few countries are pursuing respective plans. Traditional nuclear producers, such as Westinghouse (USA) and Framatome (France) are in dire straits financially and are not able to launch a significant num­ber of new construction projects in the coming decade. It can be doubted whether Russia or China have the capacity to meet a hypothetically surging demand for nuclear en­ergy but, in any event, relying on them would be neither safe nor geopolitically de­sirable. Nuclear energy in the social-ecological transformation: The ultimate challenge of the great transformation, i. e. kicking off the socio-ecological reforms that will lead to a broadly supported, viable, climate-neutral energy system, lies in overcoming the drag (“lock-in”) of the old system that is dominated by fossil fuel interests. Yet, make no mistake, nuclear energy is of no use to support this process. In fact, it blocks it. The massive R&D investment required for a dead-end technology crowds out the devel­opment of sustainable technologies, such as those in the areas of renewables, energy storage and efficiency. Nuclear energy producers, given the competitive en­viron­ment they operate in, are incentivized to prevent – or minimize – investments in renewables. For obvious technical as well as economic reasons, nuclear hydrogen – the often-proclaimed deus ex machina – cannot enhance the viability of nuclear power plants. Japan is an exhibit A of transformation resistance. In Germany the end of the atomic era proceeds, and the last six nuclear power stations will be switched off in 2021 and 2022, but further steps are still needed, most importantly the search for a safe storage facility for radioactive waste. By way of conclusion: The present analysis reviews a whole range of arguments based on the most recent and authoritative scientific literature. It confirms the assessment of the paper Climate-friendly energy supply for Germany – 16 points of orien­tation, pub­li­shed on 22 April 2021 by Scientists for Future (doi.org/10.5281/zenodo.4409334) that nuclear energy can­not, in the short time re­maining before the climate tips, meaningfully contribute to a climate-neutral energy system. Nuclear energy is too dangerous, too expensive, and too sluggishly deploy­able to play a significant role in mitigating the climate crisis. In addition, nuclear en­ergy is an obstacle to achieving the social-ecological transfor­mation, without which ambitious climate goals are elusive.

Publiziert als Diskussionsbeiträge der Scientists for Future 7, 1–55. Die Erstveröffentlichung erfolgte 2021-04-22. Zitationsvorschlag/Suggested citation: Gerhards, C.; Weber, U.; Klafka, P.; Golla, S.; Hagedorn, G. et al. (2021). Klimaverträgliche Energieversorgung für Deutschland. 16 Orientierungspunkte (Version 1.0, Deutsch). Diskussionsbeiträge der Scientists for Future, 7, 55 pp. doi: 10.5281/zenodo.4409334. GERMAN SUMMARY (English Summary further below): Als fairer Beitrag Deutschlands zur Einhaltung der globalen 1,5-Grad-Grenze werden 16 Orientierungspunkte für eine klimaverträgliche Energieversorgung vorgestellt. Es wird davon ausgegangen, dass hierfür die deutschen energiebedingten CO2-Emissio­nen in etwa 15 Jahren weitgehend auf Null sinken müssen. Energieeinsparung hilft, den notwendigen Ausbau von regenerativen Erzeugungskapazitäten zu verringern. Der Verkehrssektor kann ebenso wie die Bereiche Prozess- und Gebäudewärme hier­zu wesentlich beitragen. Die Kernenergie ist mit großen Risiken belastet und kann nicht hinreichend schnell aufgebaut werden. Biomasse in Form von Energie­pflan­zen zu nutzen, ist ineffizient und steht im Konflikt mit anderen Arten der Land­nut­zung. Importe klimaneutral erzeugter Energieträger in sehr großem Umfang er­for­dern extrem große Investitionen im Ausland. Sie sind eine ungesicherte Option auf die Zukunft. Entscheidend ist daher der ausreichend schnelle Ausbau von Photovoltaik (PV) und Wind­kraft in Deutschland. Schätzungsweise kann der Elektrizitätsbedarf im Jahr 2030 z. B. durch den Ausbau auf ca. 350 GW PV und ca. 150 GW Windkraft nahe­zu voll­ständig regenerativ gedeckt werden. Damit ließe sich eine zum großen Teil elek­tri­fizierte Mobilität und Wärmeversorgung betreiben und ein Teil des benö­tig­ten „grü­nen“ Wasserstoffs in Deutschland bereitstellen. Hierfür ist ein jähr­licher Zu­bau von durchschnittlich ca. 30 GW PV und ca. 9 GW Windkraft nötig. Dies ist ca. sechs- (PV) bzw. dreimal (Wind) so hoch wie bisher vorgesehen und verlangt eine ge­sell­schaft­liche Kraftanstrengung. Ein weiter verzögerter Ausbau müsste mit noch deut­lich größeren gesellschaftlichen Anstrengungen für drastische Energieeinspa­run­gen oder Importe erneuerbarer Energie ausgeglichen werden. Insgesamt könnte dies noch deutlich schwieriger zu realisieren sein, als ein ambitionierter Ausbau. Da der Auf­bau der Kapazitäten mehrere Jahre erfordert, ist es möglich nachzusteuern, z. B. wenn erkennbar wird, dass sich ein ausreichend großer globaler Markt für Importe ent­wi­ckelt. Bis dahin ist es aus Verantwortung gegen­über der Zukunft und im Sinne des Pariser Vertrages empfehlenswert, die hier genannten Ausbauziele zu verfol­gen. Grüner, also aus erneuerbaren Energien hergestellter Wasserstoff und daraus abge­lei­tete Syntheseprodukte sind für die Dekarbonisierung von Industrieprozessen, den Flug- und Schiffsverkehr sowie für die Absicherung der Energieversorgung bei Dun­kel­flauten nötig. Ohne die genannten Ausbauziele für Wind und Solar noch drastisch weiter zu erhöhen, stehen diese Produkte für Straßenverkehr und Wärmeversor­gung jedoch nicht in ausreichenden Mengen zur Verfügung. Techniken zum Aus­gleich zwischen Elektrizitätsangebot und -nachfrage sind verfügbar und sollten recht­zeitig auf- bzw. ausgebaut werden. Hierzu gehören: Stromaustausch mit den Nach­barländern, Flexibilisierung des Verbrauchs und Energiespeicherung. Für deren Inte­gration sowie den Ausbau der Netze sollten zügig verbesserte rechtliche Rah­men­bedingungen geschaffen werden. Die Kosten eines klimaverträglichen Energiesystems sind mittel- bis langfristig nicht hö­her als im derzeitigen System. Gleichzeitig entstehen Arbeitsplätze und Export­chan­cen durch Aufbau, Betrieb und Wartung einer regenerativen Energieversorgung in Deutschland und die energetische Gebäudesanierung. Die politischen Rahmenbe­din­gungen entscheiden, ob eine klimaverträgliche Energieversorgung Deutschlands ge­lingt. ENGLISH SUMMARY: As Germany's equitable contribution to meeting the global 1.5-degree limit, 16 points of orientation for a climate-compatible energy supply system are presented. It is assumed that for this to be realized, German energy-related CO2 emissions will have to decline to zero within about 15 years. Energy conservation reduces the need for an expansion of renewable power generation capacities. The transport sector, re­designed industrial processes and building retrofits can significantly contribute to this. Nuclear energy is fraught with major risks. Besides, it cannot be scaled up suf­ficiently quickly. Using biomass as energy crops is inefficient and in conflict with other types of land use. Importing large amounts of carbon-neutral energy requires huge investments abroad. It is an unreliable option for the future. Therefore, the rapid expansion of photovoltaics (PV) and wind power in Germany is cru­cial. It is estimated that the electricity demand in 2030 can almost completely be met by renewables, if the capacities are expanded to about 350 GW of PV and about 150 GW of wind power. This expansion would enable supplying largely electrified mo­bility and heating systems as well as providing part of the required “green” hydro­gen in Germany. An average annual increase of around 30 GW of PV and around 9 GW of wind power will be required. This is about six times (PV) or three times (wind) as much as previously planned and will necessitate a significant societal effort. Delaying this expansion further would have to be compensated by even greater ef­forts in terms of drastic energy savings or imports of renewable energy. Overall, a delayed expansion of renewables would entail more difficulties than an ambitious expansion. Since it takes years to build capacity, it is possible to recalibrate efforts, for example, when it becomes apparent that a sufficiently large global import market is developing. Until then, out of responsibility for the future and in the spirit of the Paris Agreement, it is advisable to pursue the expansion targets outlined here. Green hydrogen (i.e. hydrogen produced from renewable energies) and derived syn­thesis products are necessary for the decarbonization of industrial processes, air trans­port and shipping as well as for securing energy supply for periods when solar and wind power generation is very low. However, without drastically raising the above-mentioned expansion targets for wind and solar even higher, these products will not be available in sufficient quantities for road transport and heat supply. Tech­ni­ques to balance electricity supply and demand are available and should be speedily de­veloped and expanded. These include electricity exchange with neighboring coun­tries, demand management and energy storage. It is advisable to quickly create im­pro­ved legal frameworks, to integrate these technologies, and to expand electricity grids. In the medium to long term, the costs of a climate-compatible energy system are no higher than currently. At the same time, employment and export opportunities are generated in Germany through the development, operation and maintenance of a renewable-based energy system and the energy-efficient retrofitting of buildings. The political framework will determine whether Germany's climate-compatible en­ergy supply system succeeds. Dies ist Ausgabe 7 der "Diskussionsbeiträge der Scientists for Future"