ACHIEVE besteht aus 19 Arbeitsfelder (WP): fünf Forschungsarbeitsfelder, die sich mit den zentralen wissenschaftlichen Fragen befassen, elf Implementierungsprojekte, die Innovationen vom Labor in die Praxis bringen, und drei übergreifende Arbeitsfelder für Management, Integration und Wissenstransfer.
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ACHIEVE besteht aus 19 Arbeitspaketen (AP): fünf Forschungsarbeitspakete, die sich mit den zentralen wissenschaftlichen Fragen befassen, elf Implementierungsprojekte, die Innovationen vom Labor in die Praxis bringen, und drei übergreifende Arbeitspakete für Management, Integration und Wissenstransfer.
ACHIEVE besteht aus 19 Arbeitspaketen (AP): fünf Forschungsarbeitspakete, die sich mit den zentralen wissenschaftlichen Fragen befassen, elf Implementierungsprojekte, die Innovationen vom Labor in die Praxis bringen, und drei übergreifende Arbeitspakete für Management, Integration und Wissenstransfer.
In der Schweiz resultiert etwa ein Viertel der Treibhausgasemissionen (THG) aus dem Ernährungssystem. Die Reduzierung dieser Emissionen ist herausfordernd, aufgrund von Restemissionen aus Produktionsprozessen, hohen Vermeidungskosten einiger THG-Minderungsstrategien und tief verwurzelten sozio-technischen Barrieren. WP1 untersucht das Potenzial der Emissionsreduktion entlang der gesamten Lebensmittelversorgungskette, von den landwirtschaftlichen Betrieben über Verarbeiter und Einzelhändler bis hin zu den Konsumenten. Wir bewerten die Kosten, Vorteile und die Akzeptanz verschiedener Strategien und entwickeln konkrete Empfehlungen für politische Entscheidungsträger, Landwirte, die Industrie und Konsumenten. Unser Ziel ist es, Einblicke zu geben, wie Emissionen reduziert werden können, während gleichzeitig die Lebensmittelproduktion, die Einkommen der Landwirte und andere Umweltauswirkungen im Gleichgewicht gehalten werden. Ein Schwerpunkt liegt auf Verhaltensaspekten, die die Emissionsreduktion derzeit einschränken. Dazu betrachten wir das gesamte Agrar- und Ernährungssystem mit all seinen Akteuren und den Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Elementen der Ernährungssysteme, da eine isolierte Betrachtung von Elementen und Akteuren zu verzerrten politischen Implikationen führen würde.
Dieses Arbeitsfeld entwickelt und testet eine Reihe kohärenter politischer Instrumente zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen im Agrar- und Ernährungssektor. Wir zeigen politischen Entscheidungsträgern Wege zur praktischen Umsetzung auf, die sowohl die Schweizer Agrarproduktion als auch das gesamte Schweizer Agrar- und Ernährungssystem umfassen.
Biomasse spielt eine Schlüsselrolle beim Erreichen von Netto-Null. Pflanzen absorbieren CO₂ effizient durch Photosynthese. Biomasse als Material zu nutzen, anstatt sie direkt zu verbrennen, kann Kohlenstoff länger aus der Atmosphäre fernhalten. Heute wird der Grossteil des unbehandelten Holzes in der Schweiz zur Energiegewinnung verbrannt. WP2 entwickelt einen Rahmen zur Optimierung der schweizer Biomasseflüsse, indem quantitative und qualitative Kaskadennutzungspfade definiert werden: von Baumaterialien und biobasierten Chemikalien bis hin zur Energieerzeugung und CO₂-Entfernung mittels Planzenkohle. Durch die Verfolgung des Kohlenstoffgehalts über alle Biomasseflüsse hinweg identifizieren wir die effektivsten Optionen für die langfristige Kohlenstoffspeicherung und bewerten gleichzeitig Umweltrisiken und Zusatznutzen.
Entwickelt Timcelium, ein innovatives biobasiertes Sandwichpaneel aus nicht sägbarem Schweizer Hartholz und einem Myzel-Bindemittel, vom Labormuster zum vorindustriellen Demonstrator. Diese Paneele ersetzen energieintensive Metall- und Polyurethanschaum-Elemente in Industriegebäuden und bieten durch Wiederverwendung und Recycling volle Zirkularität.
Entwickelt gemeinsam mit Stakeholdern ein Serious Game, um die nachhaltige Kaskadennutzung von Schweizer Biomasse zu erforschen und zu fördern. Das Spiel dient als Werkzeug zur Sensibilisierung, zur Förderung systemischen Denkens und zur Unterstützung deliberativer Politik-/Entscheidungsfindung bei Biomasse-Strategien, von der Quelle bis zur Endnutzung oder Lagerung.
Legt die Grundlage für die Beschaffung von erneuerbarem Kohlenstoff im Kosmetiksektor, indem ein systemdynamisches Modell entwickelt wird, um die zukünftige Verfügbarkeit und die Umweltauswirkungen von aus Biomasse gewonnenen Chemikalien zu bewerten. Ergänzende Lebenszyklusanalysen bewerten das Netto-Null-Potenzial von biobasierten Alternativen im Vergleich zu fossilen und Kohlenstoffabscheidungs- und -nutzungsoptionen.
Etabliert eine neue Baueinheit innerhalb der NEST-Demonstrationsplattform der Empa, um die Skalierung innovativer Lösungen zur Kohlenstoffentfernung im Bauwesen zu beschleunigen. Neue Baumaterialien werden skaliert und unter realen Bedingungen getestet, wodurch die Lücke zwischen Forschung und marktreifen Baumaterialien geschlossen wird.
Aktuell plant die schweizer Klimastrategie, stark auf CCS und CDR für Sektoren wie Zement, Abfallverbrennung und die chemische Industrie zu setzen. WP3 untersucht alternative Massnahmen, die diese Emissionen ohne Abhängigkeit von der Kohlenstoffabscheidung reduzieren könnten. Dazu gehören Ansätze für eine Kreilaufwirtschaft, alternative Rohstoffen und sektorübergreifende Synergien. Wir konzentrieren uns auf vier Industriesektoren: Bauwesen (Zement), Chemie und Pharma, Abfallbehandlung und Kunststoffrecycling. Indem wir darüber hinausgehen, lediglich einzelne Sektoren isoliert zu analysieren, entwickeln wir einen umfassenden Kreislaufwirtschafts-Fahrplan mit kosteneffizienten Dekarbonisierungspfaden und praktischen Handlungsempfehlungen für Unternehmen.
Entwickelt einen umfassenden und umsetzbaren Fahrplan, um die Schweizer Chemie- und Pharmaindustrie auf dem Weg zu Netto-Null-Emissionen zu begleiten. In enger Zusammenarbeit mit wichtigen Stakeholdern identifiziert und bewertet das Projekt potenzielle Strategien, quantifiziert deren Auswirkungen und übersetzt Erkenntnisse in praktische Wege zu Netto-Null-Emissionen. Das Arbeitsfeld zielt darauf ab, politische Entscheidungsträger und Branchenführer in den Schweizer Chemie- und Pharmasektoren mit fundierten, evidenzbasierten Leitlinien zu versorgen.
Die Klimastrategie der Schweiz sieht vor, bis 2050 jährlich bis zu 7 Millionen Tonnen Rest-CO₂-Emissionen aus schwer zu dekarbonisierenden Sektoren abzuscheiden und dauerhaft unterirdisch zu speichern. WP4 befasst sich mit den Herausforderungen beim Aufbau dieser Infrastruktur, indem es sektorspezifische Konzepte für die CO₂-Abscheidung entwirft, eine Roadmap für eine sichere und gesellschaftlich akzeptierte Untergrundspeicherung definiert, Szenarien für ein adaptives CO₂-Transportnetzwerk untersucht und skalierbare Rollout-Pfade erforscht. Ein starker Fokus liegt auf der Förderung der heimischen CO₂-Speicherung als strategische Priorität, um die Kosten und Risiken im Zusammenhang mit dem Export von CO₂ ins Ausland zu reduzieren.
Dieses WP baut auf den grössten laufenden Aktivitäten zur geologischen CO2-Speicherung in der Schweiz auf und stellt den nächsten wichtigen Schritt in der nationalen Roadmap für Kohlenstoffabscheidung, -nutzung, -transport und -speicherung (CCUTS) dar: einen CO₂-Injektionstest in relevantem Massstab in eine potenzielle Speicherformation in etwa 1.000 m Tiefe unter Verwendung eines bestehenden Bohrlochs in Trüllikon, Zürich. Die Erforschung der Speicherung in heimischen salinen Aquiferen ist eine dringende nationale Priorität zur Unterstützung der Dekarbonisierungsplanung. Weitere Informationen finden Sie unter: www.citru.ethz.ch
Bewertet die Adoptionsbereitschaft ausgewählter sauberer Technologien, wie Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) und direkte Luftabscheidung (DAC), im Schweizer Industriesektor. Es geht über die technologische Reife hinaus, um wirtschaftliche, politische und gesellschaftliche Faktoren zu bewerten, die bestimmen, ob Technologien für den realen Einsatz bereit sind. Das Projekt entwickelt ein praktisches Toolkit zur Bewertung der Adoptionsbereitschaft (ARL) durch Co-Kreation mit Stakeholdern.
WP soll im dritten Jahr gestartet werden, Beschreibung folgt.
Fördert die Dekarbonisierung der Region Rheintal im Kanton Graubünden durch eine holistische Systemanalyse des urban-industriellen Clusters. Durch die Zusammenarbeit von Wissenschaftlern mit politischen Entscheidungsträgern, der Industrie und den Gemeinden werden wertvolle Erkenntnisse gewonnen, wie die Transformation des Energiesystems hin zu Netto-Null vorangetrieben werden kann. Ein besonderer Fokus liegt auf der Implementierung der Infrastruktur für Kohlenstoffabscheidung, -nutzung, -transport und -speicherung (CCUTS) für Zement-, Abfall- und Holznutzungsanlagen.
WP5 fasst die Ergebnisse aller anderen Forschungsarbeitsfelder zusammen, um ganzheitliche Übergangspfade zu den Schweizer Netto-Null-Zielen zu etablieren. Wir entwickeln realistische Szenarien auf Sektor-, nationaler und europäischer Ebene. Dafür nutzen wir interdisziplinäre Methoden zum Bewerten von Technologien und der Modellierung von Energiesystemen. Ausserdem führen wir Stakeholder-Workshops und -Umfragen durch. Eine zentrale Innovation ist die Entwicklung eines schweizspezifischen Integrierten Bewertungsmodells (IAM), das über bestehende Energiesystem-Modelle hinausgeht, indem es das Agrar- und Ernährungssystem, natürliche Kohlenstoffsenken, verschiedene Kohlenstoffentnahmeverfahren und die Gesamtwirtschaft integriert. Das Modell berücksichtigt technische, politische, ressourcenbezogene und soziale Umsetzungsbarrieren, um realistische, breit akzeptierte Übergangsszenarien zu liefern.
Obwohl Klimastrategien die Notwendigkeit anerkennen, schwer vermeidbare Emissionen zu reduzieren, stehen Akteure vor Unsicherheiten, Komplexität und Informationslücken bei der Bewertung von Minderungsstrategien. Dieses Arbeitsfeld begegnet diesen Herausforderungen, indem es bestehende und neue politische Rahmenbedingungen überprüft, zentrale Hindernisse für den Technologieeinsatz und nachfrageseitige Massnahmen identifiziert und praktische politische Wege entwickelt, die auf die nationalen Klimaziele abgestimmt sind.
Drei Arbeitsfelder widmen sich der Koordination, Integration sowie dem Wissens- und Technologietransfer (WTT). Gemeinsam gewährleisten sie die Abstimmung der Aktivitäten und fördern eine effektive Zusammenarbeit innerhalb von ACHIEVE, während sie gleichzeitig die Verbindungen zu verwandten Projekten und externen Akteuren stärken.