How clean is clean? : incremental versus radical technological change in coal-fired power plants


Rennings, Klaus ; Markewitz, Peter ; Vögele, Stefan


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URL: http://ub-madoc.bib.uni-mannheim.de/2358
URN: urn:nbn:de:bsz:180-madoc-23580
Dokumenttyp: Arbeitspapier
Erscheinungsjahr: 2009
Sprache der Veröffentlichung: Englisch
Einrichtung: Sonstige Einrichtungen > Zentrum für Europ. Wirtschaftsforschung (ZEW)
MADOC-Schriftenreihe: Veröffentlichungen des ZEW (Zentrum für Europäische Wirtschaftsforschung) > ZEW Discussion Papers
Fachgebiet: 330 Wirtschaft
Fachklassifikation: JEL: O31 O33 Q55 Q01 ,
Normierte Schlagwörter (SWD): Deutschland , Kohlekraftwerk , Umwelttechnik , Innovation , Technischer Fortschritt
Freie Schlagwörter (Englisch): Radical innovations , incremental innovations , carbon capture storage , coal power plants
Abstract: In the discussion on innovations for sustainable development, radical innovations are frequently called for in order that the transformation of society to a system perceived as sustainable can succeed. The reason given for this is the greater environmental efficiency of these innovations. This hypothesis is, however, not supported by empirical evidence. Against the background of a globally increasing use of coal-burning power plants and the environmental impacts to be expected, the hypothesis that radical innovations are superior to incremental innovations is reviewed on the basis of fossil fuel power plants. This paper examines the diffusion of incremental and radical innovations in the field of power plants and the basic obstacles with which these innovations were confronted. To give an example, Pressurised Pulverised Coal Combustion (PPCC) as a radical innovation and supercritical coal-fired power plants as an incremental innovation are compared. An ex-post analysis of the German R&D portfolio in the past three decades in the field of power plants environmentally shows that technologies which were radical innovations had great difficulties in becoming accepted by possible investors. The future potential of radical innovations in the field of power plant technology is to be regarded as relatively low, especially due to comparatively high cost-pressure, the reluctance of utilities to take risks and the temporal dynamics of technological progress facilitating incremental innovations on the basis of conventional reference technology. The conclusion for future R&D work in the sector of large-scale power plants is that an innovation is more likely to succeed the more it follows established technological trajectories. In the context of energy market liberalisation, hardly any radical innovations are expected in this field of technology. The findings of this paper may also be helpful in evaluating risks or probabilities of success of technologies being developed. As an example technological trajectories currently favoured in CO2 capture are discussed.
Übersetzung des Abstracts: In der Diskussion um Innovationen für eine nachhaltige Entwicklung werden häufig radikale Innovationen gefordert, damit die Transformation der Gesellschaft hin zu einem nachhaltigen Energiesystem gelingen kann. Begründet wird dies mit einer höheren Umwelteffizienz dieser Innovationen. Empirische Evidenz für diese Hypothese ist allerdings kaum zu finden. Dieses Papier prüft vor dem Hintergrund eines weltweit zunehmenden Einsatzes von Kohlekraftwerken und der dadurch zu erwarteten Umweltbelastungen die Hypothese, dass radikale Innovationen im Vergleich zu inkrementellen Innovationen überlegen sind. Anhand von Beispielen fossil befeuerter Kraftwerke wird untersucht, welche Hemmnisse radikalen Innovationen grundsätzlich entgegenstanden. Die Analyse zeigt, dass sich seit den 70er Jahren in Deutschland keine radikale Innovation mehr im Kraftwerksbereich durchsetzten konnte. Als Fallstudie werden die Druckkohlenstaubfeuerung (radikale Innovation) und überkritische Kohlekraftwerke (inkrementelle Innovation) miteinander verglichen. Die Fallstudie veranschaulicht die ausgeprägte Pfadabhängigkeit im Kraftwerksbereich. Hieraus lassen sich auch Hinweise für zukünftige Forschungs- und Entwicklungsarbeiten ableiten. Das Risiko, dass neue Techniklinien sich nicht etablieren, ist besonders groß, wenn es sich um die Entwicklung neuer Komponenten oder eine Trendumkehr auf Komponentenebene handelt, die letztendlich eine radikale Innovation des Kraftwerkssystems bedeuten. Die Wahrscheinlichkeit,dass sich eine Neuentwicklung durchsetzt, ist auf dem Gebiet der fossilen Kraftwerkstechnik umso größer, je näher sie sich an den etablierten Techniklinien orientiert. Die Zukunftspotenziale für radikale Innovationen auf dem Gebiet der Kraftwerkstechnik sind insbesondere aufgrund des relativ hohen Kostendrucks, der geringen Risikobereitschaft von Energieversorgungsunternehmen und der großen zeitlichen Dynamik des inkrementellen Fortschritts bei konventionellen Referenztechnologien als relativ gering anzusehen. Für zukünftige F&E-Arbeiten auf dem großtechnischen Kraftwerkssektor lässt sich folgern, dass die Wahrscheinlichkeit eines Erfolgs einer Neuentwicklung umso größer ist, je näher sie sich an den etablierten Techniklinien orientiert. Auch im Zuge der Energiemarktliberalisierung sind für diesen Technikbereich kaum radikale Neuerungen zu erwarten. Die Erkenntnisse lassen sich auch für die Bewertung von Risiken bzw. Erfolgswahrscheinlichkeiten derzeit in der Entwicklung befindlicher Techniken nutzen. Dies wird am Beispiel heute favorisierter Techniklinien für die CO2-Abscheidung diskutiert. Auch was die Umweltfreundlichkeit von Kraftwerken angeht, so zeigt dieses Papier, muss nicht immer die radikale Lösung angestrebt werden. Kleine, inkrementelle Schritte können ökologisch vorteilhaft und ökonomisch leichter zu realisieren sein. (Deutsch)
Zusätzliche Informationen:

Das Dokument wird vom Publikationsserver der Universitätsbibliothek Mannheim bereitgestellt.




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Rennings, Klaus ; Markewitz, Peter ; Vögele, Stefan (2009) How clean is clean? : incremental versus radical technological change in coal-fired power plants. Open Access [Arbeitspapier]
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