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The energy intensive industry, producing basic materials, is responsible for 25 to 30% of today's global greenhouse gas emissions. The future supply of GHG neutral basic materials (e.g. steel, cement, aluminium, plastics, etc.) is a necessity for building a sustainable modern society. Deep decarbonisation of the energy intensive industries is technically possible but will require a major systemic shift in production processes and energy carriers used, which will require large public support in the form of subsidies and high carbon prices. A key barrier for implementing ambitious climate policies targeting energy intensive industries is the inherent conflict between the global nature of energy intensive industries and the existing climate policy framework that is based on nation states taking action according to the principle of "common but differentiated responsibilities". This approach could lead to carbon leakage and the introduction of carbon trade measures has been the default proposition from academics to ameliorate these concerns. However, another way is to define the task of decarbonizing EIIs as a global task and not as a purely national matter and to cooperate internationally. In this paper we analyse what it takes to decarbonize energy intensive industry and what implications this transition can have for trade. From here we explore the opportunities for enhanced cooperation for deep decarbonisation for EIIs within the Paris Agreement. We argue for international cooperation by establishing a green materials club that would focus on long-term technology development. This could be a viable way to ease the current shortterm conflicts and mitigate the need for carbon tariffs. However, a green materials club should still be a part of a wider discussion around what is considered fair trade practices under the climate convention and how this relates to national interest and industrial policy for the decarbonisation of basic materials production.

Improving energy efficiency has been recognized as the key short- to medium-run strategy to reduce CO2 emissions and energy consumption in a cost-efficient way, in particular for energy-intensive industry sectors like steel production. To improve energy efficiency, voluntary agreements (VAs) between industry associations and governments have been implemented in Germany in 2001 as the main policy instrument. For the iron and steel sector the VA is specified as a 22 % reduction of the CO2 emissions per ton of crude steel between 1990 and 2012. To shed some light on the effectiveness of the VA this paper analyses the development of the specific energy consumption (primary energy use per unit of product) in the German steel sector between 1991 and 2007. We find that the total energy intensity declined by 0.4 %/year. Of this 75 %, or 0.3 %/year, is due to a structural change towards more electric arc furnaces (EAF). Energy efficiency improvement accounts for about 25 % of the observed change in energy intensity, or 0.1 %/year. Energy efficiency improvements are found, especially in rolling (1.4 %/year). The specific net energy consumption of blast furnaces decreased due to increased top gas recovery by 0.2 %/year per ton iron. Improvements in other processes were very limited or non-existent. In basic oxygen furnaces (BOF) net energy consumption increased due to a 60 % decrease in BOF gas recovery between 1993 and 2007. In electric arc furnaces and sinter plants the specific energy consumption remained constant or, respectively, even increased by 9 % between 1991 and 2007 per ton sinter. In sum, our findings do not support the view that the VA has led to noticeable improvements in the energy efficiency of the single processes in the German iron and steel industry. Improvements could only been observed for steel rolling. Instead, observed reductions in the SEC for crude steel originate mainly from the production shift towards EAF.

In 2007, two thirds of the final industrial energy onsumption in Germany was used for process heat. The waste heat from the conversion processes could be used for direct heating purposes as well as for electricity generation or heat pumps. However, in Germany and in Europe this potential is largely untapped. This paper analyzes potentials, barriers and possible policy approaches. Based on literature research, best practice examples and expert workshops, the techno- economic potential of waste heat at temperatures above 140 °C is estimated to be more than 12 % of the annual industrial final energy consumption of German industry, and another 6 % for temperatures between 60 and 140 °C. Because of structural, financial, informational and operational barriers, which are evaluated in detail in this publication, only a small portion of this potential is being used. As of now the general conditions and the industrial activities are not sufficient to increase the use of waste heat, so a future strategy based on the following pillars is recommended: Expanding information and further training for facility operators and consulting engineers as well as for manufacturers and installers of heat exchangers. For example integrating the issue of waste heat utilisation into vocational training, energy consulting and energy management, developing a tool for calculating waste heat investments, Establishing an internet-based market exchange for waste heat sinks and sources, Implementing obligatory energy management in companies including waste heat measures Supporting public heat planning Adapting financial support, e.g. for district heating and technologies for waste heat utilisation. Developing a regulation for waste heat with (a) obligatory heat planning for larger companies in order to improve information and (b) obligatory waste heat utilisation under certain preconditions. Improving the integration of waste heat issues into the legal framework, e.g. within land-use planning, water legislation and the energy savings decree. Promotion of further R&D activities in the field of innovative technologies for waste heat recovery.

Das Pariser Klimaabkommen zielt darauf ab, die globale Erwärmung auf deutlich unter 2 Grad Celsius im Vergleich zur vorindustriellen Zeit zu begrenzen. Hierfür hat sich Deutschland das Ziel gesetzt, bis 2045 treibhausgasneutral zu werden. Um dies zu erreichen, müssen die Emissionen in allen Sektoren drastisch gesenkt werden. Im Bereich der industriellen Emissionen steht die Stahlindustrie besonders im Fokus, da sie hier für 20 % der Emissionen und damit für etwa 5 % der gesamten deutschen Emissionen verantwortlich ist. Hier setzt das Projekt DekarbInd an. Im Rahmen des zweieinhalbjährigen Projekts wurden Eckpunkte für eine Roadmap zur Dekarbonisierung der Stahlindustrie herausgearbeitet. Stakeholder wie z. B. Stahlhersteller, Anlagenbauer, aber auch gesellschaftliche Interessengruppen und die Wissenschaft wurden auf partizipative Weise einbezogen. Sie nahmen aktiv an Workshops zu verschiedenen Themen teil, kommentierten Thesenpapiere und brachten so ihre Expertise in das Projekt ein. Dieser Abschlussbericht bietet Einblicke in Hemmnisse auf dem Weg zu einer Dekarbonisierung der Stahlproduktion und zeigt nächste Schritte und Maßnahmen auf, die dazu beitragen können, die Barrieren zu überwinden und die Stahlindustrie weiter in Richtung Dekarbonisierung zu lenken. Zentrale Aspekte sind dabei, die Umstellung auf Direktreduktion des Eisenerzes mit grünem Wasserstoff, die Erhöhung des Schrotteinsatzes und die Dekarbonisierung der Elektrostahlproduktion.

Im Rahmen des Projekts "Exergie und Wirtschaft" werden für ausgewählte energieintensive Industrien (Stahl-, Glas-, Zement- und Papierindustrie, sowie Teile der Chemieindustrie (Olefine und Ammoniak)) mögliche zukünftige Produktionsprozesse definiert und untersucht, die zu einer möglichst vollständigen Dekarbonisierung der Industriebranchen führen. Für eine vergleichende Analyse werden sowohl die gegenwärtig in Deutschland eingesetzten Produktionsprozesse als auch die definierten zukünftigen Prozesse betrachtet. Zur ganzheitlichen Bewertung der einzelnen Produktionsprozesse wird ein indikatorbasierter Ansatz verwendet. Neben energetischen, ökonomischen und ökologischen Indikatoren werden zusätzlich exergetische Indikatoren analysiert und bewertet. Darüber hinaus werden für die definierten zukünftigen Produktionsprozesse Potenziale für industrielle Symbiosen durch betriebsübergreifende Nutzung anfallender Nebenprodukte untersucht. Hierfür wird ein modellbasierter Ansatz eingesetzt, der auf den exergetischen Indikatoren basiert und Aufwände für den Transport der Nebenprodukte mitberücksichtigt. Abschließend werden basierend auf den in der Studie gewonnen Erkenntnissen Handlungsempfehlungen für eine möglichst effiziente Umstrukturierung bestehender Produktionsprozesse und Standorte abgeleitet.

The study "Electricity Costs of Energy Intensive Industries" examines, in detail, the composition of electricity prices in Germany and ten other countries: the Netherlands, the United Kingdom, France, Italy, Denmark, Canada, the United States, China, Korea and Japan. It identifies the effects of the special regulations on the competitiveness of industrial companies in Germany on four levels of analysis. Energy prices are a key factor for the competitiveness of many German companies. To finance the energy transition, the costs of promoting renewable energy technologies in Germany are passed on to the consumer, predominantly via energy prices (i.e. electricity prices). A large number of levies as well as the electricity tax currently increase the price of electricity and thereby electricity costs of industries. In order to limit the burden, especially for energy-intensive industries, the German government has created different rules for exemptions and tariff reductions (privileges). For the same economic considerations of competitiveness, competing national economies have introduced special regulations for industrial electricity consumers. In four scenarios this study shows how changes in privileges affect the German economy in total. The results show the importance of the special equalisation scheme in the German renewable energy law. If this scheme would be abolished, the production in single companies might be shut down. In this case employment and export reductions would be expected as well as decreasing economic performance.

Artikel 6 des Pariser Abkommens legt drei Ansätze fest, nach denen die Vertragsparteien bei der Erreichung ihrer national festgelegten Beiträge (NDCs) zusammenarbeiten. Einer dieser Ansätze ist ein neuer Mechanismus gemäß Artikel 6.4, der zur Minderung der Treibhausgasemissionen und zur Unterstützung einer nachhaltigen Entwicklung beitragen soll. Die detaillierten Regeln, Modalitäten und Verfahren zur Umsetzung des Mechanismus werden derzeit noch verhandelt. Ziel dieses Projekts war es, durch die Analyse einer Reihe von Ausgestaltungsfragen zur Entwicklung der Regelungen für den neuen Mechanismus beizutragen: Welche Optionen existieren, um eine allgemeine Minderung der globalen Emissionen zu erreichen, wie es in Art. 6.4(d) des Pariser Abkommens vorgeschriebenen ist? Inwieweit können Baselines auf der Grundlage von Werte für beste verfügbare Technologien (BVT) festgelegt werden? Wie kann der neue Mechanismus genutzt werden, um die Ambition der NDCs zu erhöhen, wie in Art. 6.1 des Pariser Abkommens gefordert wird? Welche Rolle kann der freiwillige Kohlenstoffmarkt bei der Erhöhung der Ambitionen spielen? Welche Anreize können für private Unternehmen geschaffen werden, sich an dem neuen Mechanismus zu beteiligen? Welche Rolle kann Artikel 6 auf dem Weg zu einer (netto) emissionsfreien Welt spielen? Im Verlauf des Projekts wurden diese Fragen und mögliche Lösungen in sechs Arbeitspapieren analysiert. Darüber hinaus wurden die wichtigsten Ergebnisse des Projekts in einem Workshop am 30. Oktober 2018 diskutiert. Der vorliegende Bericht fasst die Ergebnisse aus den Arbeitspapieren und dem Workshop zusammen und setzt sie in Beziehung zum Stand nach den Verhandlungen nach der Klimakonferenz in Madrid (CoP 25) im November 2019.