In der vorliegenden Arbeit wurden die möglichen klinischen und ökonomischen Vorteile eines Neuromonitorings mit dem BIS-Monitor (BIS-Monitor A-2000™, Version 3.4) bei Allgemeinanästhesien für Kinder, im Alter von 2 – 17 Jahren, untersucht. Die Narkose wurde als TIVA mit Propofol und Remifentanil geführt, wobei die Dosierung von Remifentanil jeweils konstant und die von Propofol variabel war. Die 76 in die Studie eingeschlossenen Kinder wurden randomisiert jeweils einer Untersuchungsgruppe mit und einer Untersuchungsgruppe ohne einem Neuromonitoring mit dem BIS-Monitor zugeteilt. Der Bispektralindex (BIS) wurde bei den entsprechenden Kindern kontinuierlich von der Narkoseeinleitung bis zum Wiedererwachen abgeleitet. Die Anwendung des BIS-Monitors gestaltete sich problemlos, sodass er sich gut in die klinischen Abläufe integrieren lies. Die Auswertung der Daten erfolgte in 2 Altersgruppen (2 - 6 und 7 - 17 Jahre). Dabei konnte gezeigt werden, dass ein Neuromonitoring mit dem BIS-Monitor in nahezu allen untersuchten Bereichen tendenzielle, bzw. signifikante klinische Vorteile gegenüber einer herkömmlichen Steuerung der Narkose aufweist. Dies gilt auch für den ökonomischen Aspekt, da die durch eine schnellere Ausleitung eingesparten Kosten die Kosten der eingesetzten BIS-Elektroden bei weitem überwiegen. Diese Arbeit unterstreicht damit einmal mehr den Nutzen und die Notwendigkeit der Weiterentwicklung des Neuromonitorings mit dem BIS-Monitor, oder vergleichbarer EEG-basierter Parameter, im Bereich der Kinderanästhesie.

鉴于当前学校政策对经济与社会学思维的依赖，本文拟将教育经济学的讨论进行一次角度置换，即让从社会经济学角度进行的讨论回归至教学法角度，但这个教学法的角度不同于传统的纯教学法意义上的教育理论，它将利用经济学的一些方法，关注教育的整体效用，尤其重视个体能力的增强及其与投入的关系。

Ziel dieser Dissertation ist es, auf Grund der Änderungen der wirtschaftspolitischen Struktur des Wirtschafts-und Finanzsystems, die Ursachen warum in den letzten Jahren manche Schwellenländer Staatsfonds gründen bzw. aufbauen, zu verstehen. Der Ausbreitungsprozess ist eine direkte Folge der massiven Anhäufung von Reserven des letzten Jahrzehnt. Dies konnte man in vielen Schwellenländern, insbesondere bei Ölexporteure und asiatischen Ländern, die groβe Handelsüberschüsse mit den Vereinigten Staaten und andere Entwicklungsländern registrierten, beobachten. Um das Defizit der Handelsbilanz zu decken, haben die Reserven in diesen Ländern einen exzessiven Niveau erreicht. Den Verwaltern dieser Reserven wurde daher die Gelegenheit gegeben höchstmögliche Gewinne zu erzielen. Wichtige, voneinander abhängige Faktoren wurden analisiert, um an dieses Ziel näher zu kommen, wie (i) in den 80er Jahren initiierten wirtschaftlichen und finanziellen Liberalisierungsprozess; (ii) die immer wichtigere Rolle, die die Finanzmärkte in der globalen Ökonomie spielen; (iii) das Hervortreten von wichtigen Schwellenländern; (iv) die wachsende, internationale Missverhältnisse und die daraufhin mögliche Anpassungsmechanismen; und (v) Kapitalanhäufungen, die zum Ausbreitungsprozess von Staatsfonds führten. Es wird darauf hingewiesen, dass die oben erwähnten Faktoren nicht Zielobjekte dieser Dissertation darstellen, jedoch sich als grundlegende Elemente zusammensetzen, um Staatsfonds und Hauptursachen des jetzigen Ausbreitungsprozess im Zusammenhang zu verstehen. Daher ist es wichtig, durch einen generellen Standpunkt, die Geschichte, Ziele, Dimensionen, Wachstumsrate und Auswirkungen der Staatsfonds, zu verstehen. Diese Verständnisse könnten gemeinsam mit einer Zusammenstellung von politischen prinzipien, sowohl für Fonds als auch für Investitionsempfänger, die Öffnung für Auslandskapital erhalten und weltweit finanzielle Stabilität fördern. Ursprünglich am Ende des kalten Krieges erschienen und Resultat der Anpassungen des internationalen Wirtschaftssystems, ist die Verbreitung der Staatsfonds eine relativ innovative und neue Bewegung. Als wissenschaftliches Thema handelt es sich hierbei noch um ein Grenzthema, was weitere Untersuchungen dagegen herausfordernd und relevant macht. / O objetivo desta dissertação é entender, com base nas alterações da estrutura econômica e política do sistema econômico e financeiro internacional, os motivos que levaram alguns países emergentes, a criarem e/ou aprofundarem os fundos soberanos de riqueza nos últimos anos. O processo de proliferação é conseqüência direta da massiva acumulação de reservas que ocorreu na última década. Essa acumulação se deu em muitas economias emergentes, especialmente nos países produtores de petróleo e países asiáticos, que apresentavam grandes superávits comerciais com os EUA e outros países em desenvolvimento. Nesses países, as reservas alcançaram níveis além do necessário para cobrir o balanço de pagamentos, fornecendo uma oportunidade para que os administradores dessas reservas maximizassem os retornos. Assim, de forma a alcançar esse objetivo, foram analisados importantes fatores interdependentes e correlacionados, tais como (i) a liberalização econômica e financeira a partir da década de 1980; (ii) o processo de financeirização da economia mundial; (iii) a emergência de importantes economias em desenvolvimento; (iv) os crescentes desequilíbrios internacionais e, conseqüentemente, os possíveis mecanismos de ajuste; e (v) o acúmulo de capitais que levou ao processo de proliferação dos fundos soberanos de riqueza. Ressalta-se que os fatores acima mencionados não são objeto de análise específica da dissertação, mas constituem elementos essenciais que compõem o contexto para o entendimento próprio dos fundos soberanos e das principais causas do atual processo de proliferação. Dessa forma, fazse necessário entender, sob um ponto de vista mais geral a história, os objetivos, a dimensão, o ritmo de crescimento e as implicações sistêmicas dos fundos soberanos de riqueza. Tal entendimento, juntamente com um conjunto de princípios políticos tanto para esses fundos como para os países receptores desses investimentos, poderia ajudar a preservar a abertura ao capital estrangeiro e promover a estabilidade financeira por todo o mundo. A proliferação dos fundos soberanos de riqueza é um movimento recente e de certa forma inovador, resultante das adaptações do sistema econômico internacional, surgido com o final da Guerra Fria. Isso significa que é um tema cujas reflexões e interpretações ainda não estão totalmente consolidadas, fato que cria tanto obstáculos ao seu estudo apropriado, mas também um desafio de se trabalhar com um tema de fronteira. / This thesis aims at examining, within the framework of the recent changes in the international political and economic systems, the reasons that led some emergent countries to create and/or enlarge their sovereign wealth funds. Such enlarging springs from the massive capital accumulation of the past decade which took place on a number of emerging countries, notably oil exporters and Asian economies - which achieved large trade surplus in their deals with the USA and other developing countries. In these countries, reserves greatly surpassed the amount needed for covering any possibility of trade balance deficit, allowing governments to maximize their returns. In order to examine this scenario, this thesis examines a number of its key, inter-related factors, such as: (i) the process of economic and financial liberalization started in the 80's; (ii) the increasingly important role played by the financial markets in global economy; (iii) the growing international imbalances and some possible mechanisms to fix them; (iv) the capital accumulation process which led to the spreading of sovereign wealth funds. Such factors do not constitute any kind of privileged object of this analysis but are listed as crucial elements to understand sovereign wealth funds and the causes of their sharp increase over the recent years. In fact, understanding these funds could contribute - if coupled with a set of investment policies including investors, as well - to preserve capital flows and stabilize world economy. The proliferation of sovereign wealth funds is a recent, innovative movement, which emerged from the economic adjusts world economy underwent after the Cold War. As an academic theme, it is still a frontier topic, a fact that makes its study more challenging and relevant.

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Ziel dieser Dissertation ist es, auf Grund der Änderungen der wirtschaftspolitischen Struktur des Wirtschafts-und Finanzsystems, die Ursachen warum in den letzten Jahren manche Schwellenländer Staatsfonds gründen bzw. aufbauen, zu verstehen. Der Ausbreitungsprozess ist eine direkte Folge der massiven Anhäufung von Reserven des letzten Jahrzehnt. Dies konnte man in vielen Schwellenländern, insbesondere bei Ölexporteure und asiatischen Ländern, die groβe Handelsüberschüsse mit den Vereinigten Staaten und andere Entwicklungsländern registrierten, beobachten. Um das Defizit der Handelsbilanz zu decken, haben die Reserven in diesen Ländern einen exzessiven Niveau erreicht. Den Verwaltern dieser Reserven wurde daher die Gelegenheit gegeben höchstmögliche Gewinne zu erzielen. Wichtige, voneinander abhängige Faktoren wurden analisiert, um an dieses Ziel näher zu kommen, wie (i) in den 80er Jahren initiierten wirtschaftlichen und finanziellen Liberalisierungsprozess; (ii) die immer wichtigere Rolle, die die Finanzmärkte in der globalen Ökonomie spielen; (iii) das Hervortreten von wichtigen Schwellenländern; (iv) die wachsende, internationale Missverhältnisse und die daraufhin mögliche Anpassungsmechanismen; und (v) Kapitalanhäufungen, die zum Ausbreitungsprozess von Staatsfonds führten. Es wird darauf hingewiesen, dass die oben erwähnten Faktoren nicht Zielobjekte dieser Dissertation darstellen, jedoch sich als grundlegende Elemente zusammensetzen, um Staatsfonds und Hauptursachen des jetzigen Ausbreitungsprozess im Zusammenhang zu verstehen. Daher ist es wichtig, durch einen generellen Standpunkt, die Geschichte, Ziele, Dimensionen, Wachstumsrate und Auswirkungen der Staatsfonds, zu verstehen. Diese Verständnisse könnten gemeinsam mit einer Zusammenstellung von politischen prinzipien, sowohl für Fonds als auch für Investitionsempfänger, die Öffnung für Auslandskapital erhalten und weltweit finanzielle Stabilität fördern. Ursprünglich am Ende des kalten Krieges erschienen und Resultat der Anpassungen des internationalen Wirtschaftssystems, ist die Verbreitung der Staatsfonds eine relativ innovative und neue Bewegung. Als wissenschaftliches Thema handelt es sich hierbei noch um ein Grenzthema, was weitere Untersuchungen dagegen herausfordernd und relevant macht. / O objetivo desta dissertação é entender, com base nas alterações da estrutura econômica e política do sistema econômico e financeiro internacional, os motivos que levaram alguns países emergentes, a criarem e/ou aprofundarem os fundos soberanos de riqueza nos últimos anos. O processo de proliferação é conseqüência direta da massiva acumulação de reservas que ocorreu na última década. Essa acumulação se deu em muitas economias emergentes, especialmente nos países produtores de petróleo e países asiáticos, que apresentavam grandes superávits comerciais com os EUA e outros países em desenvolvimento. Nesses países, as reservas alcançaram níveis além do necessário para cobrir o balanço de pagamentos, fornecendo uma oportunidade para que os administradores dessas reservas maximizassem os retornos. Assim, de forma a alcançar esse objetivo, foram analisados importantes fatores interdependentes e correlacionados, tais como (i) a liberalização econômica e financeira a partir da década de 1980; (ii) o processo de financeirização da economia mundial; (iii) a emergência de importantes economias em desenvolvimento; (iv) os crescentes desequilíbrios internacionais e, conseqüentemente, os possíveis mecanismos de ajuste; e (v) o acúmulo de capitais que levou ao processo de proliferação dos fundos soberanos de riqueza. Ressalta-se que os fatores acima mencionados não são objeto de análise específica da dissertação, mas constituem elementos essenciais que compõem o contexto para o entendimento próprio dos fundos soberanos e das principais causas do atual processo de proliferação. Dessa forma, fazse necessário entender, sob um ponto de vista mais geral a história, os objetivos, a dimensão, o ritmo de crescimento e as implicações sistêmicas dos fundos soberanos de riqueza. Tal entendimento, juntamente com um conjunto de princípios políticos tanto para esses fundos como para os países receptores desses investimentos, poderia ajudar a preservar a abertura ao capital estrangeiro e promover a estabilidade financeira por todo o mundo. A proliferação dos fundos soberanos de riqueza é um movimento recente e de certa forma inovador, resultante das adaptações do sistema econômico internacional, surgido com o final da Guerra Fria. Isso significa que é um tema cujas reflexões e interpretações ainda não estão totalmente consolidadas, fato que cria tanto obstáculos ao seu estudo apropriado, mas também um desafio de se trabalhar com um tema de fronteira. / This thesis aims at examining, within the framework of the recent changes in the international political and economic systems, the reasons that led some emergent countries to create and/or enlarge their sovereign wealth funds. Such enlarging springs from the massive capital accumulation of the past decade which took place on a number of emerging countries, notably oil exporters and Asian economies - which achieved large trade surplus in their deals with the USA and other developing countries. In these countries, reserves greatly surpassed the amount needed for covering any possibility of trade balance deficit, allowing governments to maximize their returns. In order to examine this scenario, this thesis examines a number of its key, inter-related factors, such as: (i) the process of economic and financial liberalization started in the 80's; (ii) the increasingly important role played by the financial markets in global economy; (iii) the growing international imbalances and some possible mechanisms to fix them; (iv) the capital accumulation process which led to the spreading of sovereign wealth funds. Such factors do not constitute any kind of privileged object of this analysis but are listed as crucial elements to understand sovereign wealth funds and the causes of their sharp increase over the recent years. In fact, understanding these funds could contribute - if coupled with a set of investment policies including investors, as well - to preserve capital flows and stabilize world economy. The proliferation of sovereign wealth funds is a recent, innovative movement, which emerged from the economic adjusts world economy underwent after the Cold War. As an academic theme, it is still a frontier topic, a fact that makes its study more challenging and relevant.

Ziel dieser Dissertation ist es, auf Grund der Änderungen der wirtschaftspolitischen Struktur des Wirtschafts-und Finanzsystems, die Ursachen warum in den letzten Jahren manche Schwellenländer Staatsfonds gründen bzw. aufbauen, zu verstehen. Der Ausbreitungsprozess ist eine direkte Folge der massiven Anhäufung von Reserven des letzten Jahrzehnt. Dies konnte man in vielen Schwellenländern, insbesondere bei Ölexporteure und asiatischen Ländern, die groβe Handelsüberschüsse mit den Vereinigten Staaten und andere Entwicklungsländern registrierten, beobachten. Um das Defizit der Handelsbilanz zu decken, haben die Reserven in diesen Ländern einen exzessiven Niveau erreicht. Den Verwaltern dieser Reserven wurde daher die Gelegenheit gegeben höchstmögliche Gewinne zu erzielen. Wichtige, voneinander abhängige Faktoren wurden analisiert, um an dieses Ziel näher zu kommen, wie (i) in den 80er Jahren initiierten wirtschaftlichen und finanziellen Liberalisierungsprozess; (ii) die immer wichtigere Rolle, die die Finanzmärkte in der globalen Ökonomie spielen; (iii) das Hervortreten von wichtigen Schwellenländern; (iv) die wachsende, internationale Missverhältnisse und die daraufhin mögliche Anpassungsmechanismen; und (v) Kapitalanhäufungen, die zum Ausbreitungsprozess von Staatsfonds führten. Es wird darauf hingewiesen, dass die oben erwähnten Faktoren nicht Zielobjekte dieser Dissertation darstellen, jedoch sich als grundlegende Elemente zusammensetzen, um Staatsfonds und Hauptursachen des jetzigen Ausbreitungsprozess im Zusammenhang zu verstehen. Daher ist es wichtig, durch einen generellen Standpunkt, die Geschichte, Ziele, Dimensionen, Wachstumsrate und Auswirkungen der Staatsfonds, zu verstehen. Diese Verständnisse könnten gemeinsam mit einer Zusammenstellung von politischen prinzipien, sowohl für Fonds als auch für Investitionsempfänger, die Öffnung für Auslandskapital erhalten und weltweit finanzielle Stabilität fördern. Ursprünglich am Ende des kalten Krieges erschienen und Resultat der Anpassungen des internationalen Wirtschaftssystems, ist die Verbreitung der Staatsfonds eine relativ innovative und neue Bewegung. Als wissenschaftliches Thema handelt es sich hierbei noch um ein Grenzthema, was weitere Untersuchungen dagegen herausfordernd und relevant macht. / O objetivo desta dissertação é entender, com base nas alterações da estrutura econômica e política do sistema econômico e financeiro internacional, os motivos que levaram alguns países emergentes, a criarem e/ou aprofundarem os fundos soberanos de riqueza nos últimos anos. O processo de proliferação é conseqüência direta da massiva acumulação de reservas que ocorreu na última década. Essa acumulação se deu em muitas economias emergentes, especialmente nos países produtores de petróleo e países asiáticos, que apresentavam grandes superávits comerciais com os EUA e outros países em desenvolvimento. Nesses países, as reservas alcançaram níveis além do necessário para cobrir o balanço de pagamentos, fornecendo uma oportunidade para que os administradores dessas reservas maximizassem os retornos. Assim, de forma a alcançar esse objetivo, foram analisados importantes fatores interdependentes e correlacionados, tais como (i) a liberalização econômica e financeira a partir da década de 1980; (ii) o processo de financeirização da economia mundial; (iii) a emergência de importantes economias em desenvolvimento; (iv) os crescentes desequilíbrios internacionais e, conseqüentemente, os possíveis mecanismos de ajuste; e (v) o acúmulo de capitais que levou ao processo de proliferação dos fundos soberanos de riqueza. Ressalta-se que os fatores acima mencionados não são objeto de análise específica da dissertação, mas constituem elementos essenciais que compõem o contexto para o entendimento próprio dos fundos soberanos e das principais causas do atual processo de proliferação. Dessa forma, fazse necessário entender, sob um ponto de vista mais geral a história, os objetivos, a dimensão, o ritmo de crescimento e as implicações sistêmicas dos fundos soberanos de riqueza. Tal entendimento, juntamente com um conjunto de princípios políticos tanto para esses fundos como para os países receptores desses investimentos, poderia ajudar a preservar a abertura ao capital estrangeiro e promover a estabilidade financeira por todo o mundo. A proliferação dos fundos soberanos de riqueza é um movimento recente e de certa forma inovador, resultante das adaptações do sistema econômico internacional, surgido com o final da Guerra Fria. Isso significa que é um tema cujas reflexões e interpretações ainda não estão totalmente consolidadas, fato que cria tanto obstáculos ao seu estudo apropriado, mas também um desafio de se trabalhar com um tema de fronteira. / This thesis aims at examining, within the framework of the recent changes in the international political and economic systems, the reasons that led some emergent countries to create and/or enlarge their sovereign wealth funds. Such enlarging springs from the massive capital accumulation of the past decade which took place on a number of emerging countries, notably oil exporters and Asian economies - which achieved large trade surplus in their deals with the USA and other developing countries. In these countries, reserves greatly surpassed the amount needed for covering any possibility of trade balance deficit, allowing governments to maximize their returns. In order to examine this scenario, this thesis examines a number of its key, inter-related factors, such as: (i) the process of economic and financial liberalization started in the 80's; (ii) the increasingly important role played by the financial markets in global economy; (iii) the growing international imbalances and some possible mechanisms to fix them; (iv) the capital accumulation process which led to the spreading of sovereign wealth funds. Such factors do not constitute any kind of privileged object of this analysis but are listed as crucial elements to understand sovereign wealth funds and the causes of their sharp increase over the recent years. In fact, understanding these funds could contribute - if coupled with a set of investment policies including investors, as well - to preserve capital flows and stabilize world economy. The proliferation of sovereign wealth funds is a recent, innovative movement, which emerged from the economic adjusts world economy underwent after the Cold War. As an academic theme, it is still a frontier topic, a fact that makes its study more challenging and relevant.

Der Beitrag befasst sich mit der Migrationskompetenz als Schlüsselfaktor der Ökonomie des 21. Jahrhunderts im Kontext der Komplexität mobiler Systeme. Es erfolgt eine Einordnung des Migrationsmanagements von stationären zu mobilen Anwendungssystemen unter Berücksichtigung klassischer Bereiche des Innovations-, Technologie- und Change-Managements. Mobilität kennzeichnet die Flexibilisierung von Anwendungssystemen und/oder Personen durch räumliche Entkoppelung unter Verwendung von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT).

Biofuels are a renewable alternative for reducing the climate impact of transport. Due to the versatility of biomass and complexity of economics and impacts, biofuels are part of a complex system, which is here analysed from a systems perspective. Several models are developed in order to assess the competitiveness of various crop based biofuel options as part of a system, using different economic and environmental functional units. The scope is set to Germany until 2050. The capital and feedstock costs were revised to higher levels compared to common assumptions. The different functional units result in different merit orders for the biofuel options. Currently used biofuels, rape seed based biodiesel and starch crop based bioethanol, were found not to be competitive when considering differentiated and increasing feedstock costs. Advanced liquid fuels were only competitive at extreme assumptions, contrary to common expectations. Instead, sugar beet based ethanol dominated for most of the time span when comparing energetic cost, whereas Synthetic Natural Gas (SNG) was competitive on a greenhouse gas abatement (GHG) cost basis, especially at a rapid decarbonisation of the power mix. With a land use GHG abatement functional unit, silage maize based biomethane was the best, with SNG converging only at very high renewables shares of the background systems. Switching from current practise to higher yielding biofuel options can treble the abatement per land area for the present day, and potentially increase it by a factor five in the future. A focus on GHG abatement per area of arable land results in the land passenger transport sector to be of the highest priority due to the suitability of higher yielding biofuel options, followed by land goods transport, shipping and finally aviation. If gaseous fuels are not possible to introduce on a large scale, sectors where liquefied gaseous fuels are suitable become the priority, i.e. goods transport and shipping. The current practise of applying admixture quotas to sub-sectors of land transport renders a significantly lower climate benefit compared to an overall optimal usage, and a large societal transition is required before aviation biofuels become the climate optimal biomass usage. The direct importance of land use has thus far not received enough attention in terms of the economics of biofuels from dedicated crops, as well as for the greenhouse gas emissions policy. Biofuels produced from arable land can provide a strong GHG benefit if an expansion of arable land is hindered through redirecting land use, which requires a holistic policy approach.:Abstract ix Acknowledgments xi List of Publications xiii List of Acronyms xv I Introductory chapters 1 1 Background 3 1.1 Biofuels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2 Technological Change and Modelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3 Aim and objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2 Methodology 9 2.1 Systems modelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2 Model description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3 Results and discussion 17 3.1 Biofuel techno-economic potential and competitiveness . . . . . . . . . . . . 17 3.2 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.2.1 Resource base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.2.2 Biomass climate benefit in other sectors . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.2.3 Other renewable fuel options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.2.4 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.2.5 Applicability of results to other regions . . . . . . . . . . . . . . . . 22 4 Conclusions 25 4.1 Future research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Bibliography 29 Contribution to Appended Papers 33 Curriculum Vitae 35 CONTENTS II Appended papers 37 1 Competitiveness of advanced and conventional biofuels: Results from least-cost modelling of biofuel competition in Germany 39 2 Biomass price developments inhibit biofuel investments and research in Germany: The crucial future role of high yields 51 3 Relative greenhouse gas abatement cost competitiveness of biofuels in Germany 63 4 Climate optimal deployment of biofuels from crops in Germany 85 / Biokraftstoffe sind eine erneuerbare Alternative zur Verringerung der Klimaauswirkungen des Verkehrs. Aufgrund der Vielseitigkeit der Biomasse und der Komplexität der Ökonomie und der Auswirkungen sind Biokraftstoffe Teil eines komplexen Systems, das hier aus einer Systemperspektive analysiert wird. Es werden mehrere Modelle entwickelt, um die Wettbewerbsfähigkeit verschiedener biogener Biokraftstoffoptionen als Teil eines Systems unter Verwendung verschiedener wirtschaftlicher und ökologischer Funktionseinheiten zu bewerten. Der Umfang ist auf Deutschland bis 2050 festgelegt. Die Kapital- und Rohstoffkosten wurden im Vergleich zu herkömmlichen Annahmen auf ein höheres Niveau angepasst. Die verschiedenen Funktionseinheiten führen zu unterschiedlichen Merit Order für die Biokraftstoffoptionen. Die derzeit verwendeten Biokraftstoffe, Raps-Saatgut-Biodiesel und Stärkepflanzen-Bioethanol, erwiesen sich als nicht wettbewerbsfähig, wenn man differenzierte und steigende Rohstoffkosten in Betracht zieht. Fortschrittliche flüssige Kraftstoffe waren nur unter extremen Annahmen wettbewerbsfähig, entgegen den üblichen Erwartungen. Stattdessen dominierte Ethanol auf Zuckerrübenbasis für einen Großteil der Zeitspanne beim Vergleich der Energiekosten, während synthetisches Erdgas (SNG) auf der Basis der Treibhausgasvermeidungskosten wettbewerbsfähig war, insbesondere bei einer schnellen Dekarbonisierung des Strommixes. Mit einer Funktionseinheit zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen war Silagemais-basiertes Biomethan die beste Option, wobei SNG bei sehr hohen Anteilen an erneuerbaren Energien der Hintergrundsysteme konvergierte. Der Wechsel von der derzeitigen Praxis zu ertragreicheren Biokraftstoffoptionen kann die Verringerung pro Landfläche für die Gegenwart verdreifachen und in Zukunft möglicherweise um den Faktor fünf erhöhen. Die Fokussierung auf die Reduzierung von Treibhausgasen pro Ackerfläche führt dazu, dass der Landpersonenverkehr aufgrund der Eignung ertragreicherer Biokraftstoffoptionen, gefolgt von Landverkehr, Schifffahrt und schließlich Luftfahrt, höchste Priorität genießt. Wenn es nicht möglich ist, gasförmige Kraftstoffe in großem Maßstab einzuführen, werden Sektoren, in denen verflüssigte gasförmige Kraftstoffe geeignet sind, zur Priorität, d.h. Güterverkehr und Schifffahrt. Die aktuelle Praxis der Anwendung von Beimischungsquoten für Teilbereiche des Landverkehrs führt zu einem deutlich geringeren Klimanutzen im Vergleich zu einer insgesamt optimalen Nutzung, und es ist ein großer gesellschaftlicher Wandel erforderlich, bevor Biokraftstoffe aus der Luftfahrt zur klimaoptimalen Biomassenutzung werden. Die direkte Bedeutung der Landnutzung hat bisher nicht genügend Beachtung gefunden, sowohl in Bezug auf die Wirtschaftlichkeit von Biokraftstoffen aus Sonderkulturen als auch in Bezug auf die Treibhausgasemissionen. Biokraftstoffe, die von Anbaubiomasse hergestellt werden, können einen starken Treibhausgasvorteil bieten, wenn eine Ausweitung der Ackerfläche durch eine Neuausrichtung der Landnutzung behindert wird, was einen ganzheitlichen politischen Ansatz erfordert.:Abstract ix Acknowledgments xi List of Publications xiii List of Acronyms xv I Introductory chapters 1 1 Background 3 1.1 Biofuels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2 Technological Change and Modelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3 Aim and objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2 Methodology 9 2.1 Systems modelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2 Model description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3 Results and discussion 17 3.1 Biofuel techno-economic potential and competitiveness . . . . . . . . . . . . 17 3.2 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.2.1 Resource base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.2.2 Biomass climate benefit in other sectors . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.2.3 Other renewable fuel options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.2.4 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.2.5 Applicability of results to other regions . . . . . . . . . . . . . . . . 22 4 Conclusions 25 4.1 Future research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Bibliography 29 Contribution to Appended Papers 33 Curriculum Vitae 35 CONTENTS II Appended papers 37 1 Competitiveness of advanced and conventional biofuels: Results from least-cost modelling of biofuel competition in Germany 39 2 Biomass price developments inhibit biofuel investments and research in Germany: The crucial future role of high yields 51 3 Relative greenhouse gas abatement cost competitiveness of biofuels in Germany 63 4 Climate optimal deployment of biofuels from crops in Germany 85

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