Blog: Sustainability transition and innovation: The spatial dimension

Vinci-researcher Florian Noseleit 

(for Dutch version, see below) 

Sustainability transitions include moving from fossil-based to renewable energy, and changing from disposable consumerism to a circular economy. Such a transition is a global challenge and coordination on an international scale can imply real benefits for an efficient conversion and increasing transition speed.

But what if some countries don’t want to participate as indicated by the recent US withdrawal from the Paris agreement? Are there ways to stimulate sustainability transition across borders even when joint efforts are difficult to agree on?

Of course this is rather tricky to answer – however, one part of the answer may entail the support of innovations to stimulate sustainability transitions.

Commonly, innovations are considered to be crucial to support the transition towards renewable energy. But while sustainability transition is a global challenge, innovation activities are geographically concentrated whereby there is no guarantee that innovations developed in one country will be adopted elsewhere.

This intrinsic spatial nature of the innovation process coupled with slow spatial diffusion of new technologies imposes a number of challenges on the move towards renewables. For example, technologies developed in one place may be very difficult to implement in others, because of incompatible infrastructure or a lack of trained maintenance personnel.

So far, no one really knows how important these spatial barriers are in practice. In my research on innovation in the renewable energy sector I study the role of space in more detail. The models that I develop account for space and highlight that when innovations that occur in one place influence energy transition elsewhere, there is often a delay (or the transfer never happens).

And indeed, by following innovation activities in the renewable energy sector in 15 European countries over 16 years, my research reveals that technological innovations influence transition processes most likely in the home country – at least in the beginning. However, after some time – my estimations suggest an average of four years – these innovations start to have a supra-national impact. And this impact abroad can be substantial: after ten years the cumulative impact of technological innovations on renewable energy production that occurs in the home country has been exceeded by its effect in other countries.

The impact of technological innovations beyond national borders is particularly pronounced when similarities in the local conditions are high. For example, technologies developed in a country where wind energy is relatively important for the renewable energy mix are more likely to influence transition in countries where wind energy tends to be more relevant as well.

This is particularly good news for all advocates of (often very costly) national programs to stimulate renewable energy transitions even if other countries don’t follow: stimulating the generation of new knowledge can translate into a global influence on a transition, even if global consensus is difficult to reach. New technologies can replace old ones – and once they are mature enough this will happen without the (additional) policy support. However, the time that this kind of knowledge diffusion takes is substantial.

But there are also some other relevant insights than can be derived from this research. When countries have similar domestic conditions, joint innovation efforts in “transition clubs” can be particularly useful -- especially in combination with a stimulus for faster diffusion of new technologies. In this respect coordination of R&D efforts can be especially effective across a sub-set of countries that yield relatively higher transition returns from a specific technology. Of course the composition of these “transition clubs” can differ across technologies or as conditions change. In practice, this may imply that the European Union can increase the effectiveness of its policies when allowing R&D coordination to take place within a sub-set of its member states and when stimulating not only the development but also the diffusion of new technology.

Want to learn more? Please do not hesitate to contact the author of this post: f.noseleit rug.nl

Noseleit, Florian (2017): Renewable energy innovations and sustainability transition: How relevant are spatial spillovers? Journal of Regional Science: DOI: 10.1111/jors.12340

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Duurzaamheid transitie en innovatie: de ruimtelijke dimensie

Duurzaamheid transities betreffen het verschuiven van fossiele naar duurzame energie en het veranderen van wegwerp consumentisme naar een circulaire economie.  Zo’n transitie is een mondiale uitdaging en coördinatie van internationale omvang kan reële voordelen met zich brengen voor een efficiënte conversie en  oplopende transitie snelheid .

Maar wat nu als sommige landen niet willen participeren zoals blijkt uit de recente US terugtrekking uit het Klimaat Akkoord van Parijs? Zijn er manieren om duurzaamheid transitie te stimuleren over grenzen heen zelfs wanneer overeenstemming met betrekking tot gezamenlijke inspanningen moeilijk te bereiken is?

Dat is uiteraard lastig te beantwoorden, een deel van het antwoord zou liggen in steun voor innovaties om duurzaamheid transities te stimuleren

Veelal worden innovaties gezien als cruciaal bij de ondersteuning van de transitie naar duurzame energie. Maar terwijl de transitie naar duurzaamheid een wereldomvattende uitdaging is, zijn innovatie activiteiten geografisch geconcentreerd waarbij er geen garantie is dat innovaties die in één land ontwikkeld ook elders overgenomen worden.

Deze intrinsiek ruimtelijke aard van het innovatie proces gekoppeld aan langzame ruimtelijke diffusie zorgt voor een aantal uitdagingen op de weg naar hernieuwbare energiebronnen.  Bijvoorbeeld, technologieën die ontwikkeld zijn op de ene plek kunnen misschien heel moeilijk geïmplementeerd worden op andere plekken, vanwege de incompatibiliteit van de infrastructuur of een gebrek aan geschoold onderhoudspersoneel.

Tot nu toe weet niemand eigenlijk hoe belangrijk deze ruimtelijke barrières zijn in de praktijk. In mijn onderzoek naar innovatie in de duurzame energie sector bestudeer ik de rol van ruimte in meer detail.

De modellen die ik ontwikkel houden rekening met ruimte en laten duidelijk zien dat wanneer innovaties zich voordoen op één plek dat deze dan energie transitie elders beïnvloeden, er is meestal wel vertraging (of de transitie doet zich helemaal niet voor)

En  inderdaad, door de innovatie activiteiten in de duurzame energy sector in 15 Europese landen  te volgen gedurende 16 jaar, laat mijn onderzoek zien dat technologische innovaties de transitie procesessen hoogstwaarschijnlijk beïnvloeden in het thuisland – tenminste in het begin. Echter, na een tijd – mijn schattingen wijzen op vier jaar – dan beginnen deze innovaties supranationale impact te hebben. En deze impact in het buitenland kan substantieel zijn: na tien jaar heeft de cumulatieve impact van technologische innovaties op de duurzame energie productie dat zich voordoet in het thuisland, haar effect in andere landen overtroffen.

De impact van technologische innovaties over nationale grenzen heen is vooral onmiskenbaar wanneer de overeenkomsten in de lokale omstandigheden groot zijn. Bij voorbeeld, technologieën die ontwikkeld zijn in een land waar windenergie relatief belangrijk is voor de mix van duurzame energie dan is het waarschijnlijker dat deze de transitie zullen beïnvloeden in landen waar windenergie ook meer relevant is.

Dit is vooral goed nieuws voor alle voorstanders van (vaak hele dure) nationale programma’s voor het stimuleren van duurzame energie transities zelfs wanneer andere landen hier geen gevolg aan geven: het stimuleren van nieuwe kennis kan zich vertalen naar wereldomvattende invloed op transitie, zelfs wanneer het moeilijk is consensus op wereld niveau te bereiken.

Nieuwe technologieën kunnen oude vervangen – en als ze eenmaal volledig ontwikkeld zijn zal dit gebeuren zonder (extra) beleidssteun. Echter, dit type van kennis verspreiding heeft heel veel tijd nodig.

Maar er zijn ook nog enkele andere relevante inzichten die men kan afleiden uit dit onderzoek. Wanneer landen overeenkomstige binnenlandse omstandigheden kennen dan kunnen gezamenlijke inspanningen in ‘transition clubs’ in hoge mate nuttig zijn – helemaal in combinatie met een stimulans voor snellere verspreiding van nieuwe technologieën. In dit opzicht kan de coördinatie van onderzoek en ontwikkeling (O&O) inspanningen heel erg effectief zijn genomen over een verzameling van landen met een relatieve hogere transitie opbrengst vanuit een specifieke technologie. Uiteraard, kan de samenstelling van deze ‘transition clubs’ verschillen m.b.t. technologieën of wanneer de omstandigheden veranderen.

In de praktijk, zou dit kunnen betekenen dat de Europese Unie de effectiviteit van haar beleid kan verhogen wanneer de O&O coördinatie plaats mag vinden binnen een sub-set van de lidstaten en wanneer niet alleen de ontwikkeling maar ook de verspreiding van de nieuwe technologie aangemoedigd wordt.

Wil je meer weten? Neem dan contact op met de schrijver van deze post: f.noseleit rug.nl

Noseleit, Florian (2017): Renewable energy innovations and sustainability transition: How relevant are spatial spillovers? Journal of Regional Science: DOI: 10.1111/jors.12340