Nachhaltige Technologien

Nachhaltige Technologieentwicklung sucht nach technischen Lösungen, um die Lebensbedingungen der Menschen im Sinne der UN Sustainable Develpment Goals (SDGs) zu verbessern ohne dass dies negative ökologische oder soziale Folgen hat. Andererseits müssen technische Lösungen so konzipiert sein, dass sie auch unter sich verändernden ökologischen und gesellschaftlichen Randbedingungen noch funktionieren und genutzt werden. Am „Internationalen Zentrum für Nachhaltige Entwicklung“ wird das Zusammenspiel zwischen technologischem Wandel und ökologischen Veränderungsprozessen aber auch die Wechselwirkung zwischen technologischer Entwicklung und gesellschaftlichem Wandel in unterschiedlichen, meist interdisziplinären Ansätzen untersucht. Dabei beschäftigt sich der Bereich Nachhaltige Technologien schwerpunktmäßig mit technischen Fragestellungen aus dem Energie- und Mobilitätssektor mit dem Ziel die Forschungsergebnisse im Sinne einer nachhaltigen regionalen und internationalen Entwicklung transdisziplinär nutzbar zu machen.

Nachhaltige Transformation des Energie- und Verkehrssektors

Die Forschung im Bereich Nachhaltige Technologien beschäftigt sich mit Fragestellungen zur Nachhaltigen Transformation des Energie- und Verkehrssektors. Die Kopplung beider Sektoren erfordert technische Innovationen, die eine strombasierte Bereitstellung von Energie für den Verkehrssektor durch adäquate Speichertechnologien (Batterien, Wasserstoff, synthetische Kraftstoffe) für die Sektorkopplung erlauben. Der nachhaltige Umbau beider Sektoren benötigt ein vertieftes Verständnis dynamischen Systemverhaltens von Erzeugung, Speicherung und Verbrauch sowie ein ganzheitliches Verständnis der damit einhergehenden Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft.

Folgende Fragestellungen stehen im Fokus:

  • Welchen Einfluss haben die Umweltfaktoren wie Wetter, Luftverschmutzung und Klima auf die regenerative Energieversorgung?
  • Welchen Einfluss haben neue Technologien im Energie- und Verkehrssektor auf Klima und Umwelt?
  • Wie beeinflussen sich institutionelle Veränderungsprozesse und technologische Entwicklungen?

Welchen Einfluss haben die Umweltfaktoren auf die regenerative Energieversorgung?

Ein Teil der Forschung am IZNE beschäftigt sich mit dem Einfluss von Wetter, Luftverschmutzung und Klima auf die solare Energieversorgung. Ziel der Forschung ist eine verbesserte Vorhersage des solaren Energieangebots unter unterschiedlichen Wettersituationen und Klimabedingungen. Ein Teil der Aktivitäten beschäftigt sich mit der Rolle von Aerosolen und Staub, andere Arbeiten mit dem Einfluss von inhomogener Bewölkung. Die Energiemeteorologie liefert eine wichtige Basis für die Entwicklung intelligenter Planungs- und Steuerungstools und damit für die Digitalisierung der Energiewende, indem sie die Vorhersagen der solaren Energieproduktion und das Verständnis der wetterbedingten Dynamik von Netzen mit hohem Solarstromanteil und integrierten Speichern verbessert. Mehr ...

Welchen Einfluss haben neue Technologien im Energie- und Verkehrssektor auf Klima und Umwelt?

Der Nachhaltige Umbau des Energie- und Verkehrsinfrastruktur erfordert Lösungen, die tatsächlich klimafreundlich und emissionsarm sind. Die Entwicklung und Untersuchung alternativer Konzepte sowie die Bewertung der damit einhergehenden Umweltwirkungen ist Teil der Forschung am IZNE. Hierbei wird die Methode der Ökobilanzierung zur ökologischen Bewertung und Optimierung genutzt. Dabei werden kontextabhängige Lösungsansätze für unterschiedliche Verkehrsträger, Regionen und Länder verfolgt, wobei der Fokus zunehmend auf Fragen der Sektorkopplung mithilfe von Power-to-X Technologien liegt. Mehr ... 

Wie beeinflussen sich institutionelle Veränderungsprozesse und technologische Entwicklungen?

Der nachhaltige Umbau der Energie- und Verkehrssysteme erfordert ein profundes Verständnis der Wechselwirkung von Gesellschaft und Technosphäre. Für die Forschung am IZNE bedeutet dies, dass Ingenieur- und Gesellschaftswissenschaften gemeinsam untersuchen, wie sich technische Veränderungen in der Energieversorgung auf gesellschaftliche Strukturen auswirken und umgekehrt, welchen Einfluss gesellschaftliche und institutionelle Veränderungen auf die Entwicklung und Verbreitung von Technologien haben. Hierbei werden Ergebnisse der Entwicklungsforschung auf den Energiesektor angewendet um die Dynamik der für eine nachhaltige Entwicklung notwendigen Innovations- und Transformationsprozesse besser zu verstehen. Mehr ... 

 

 

Lehre

Im Jahr 2011 hat die UNESCO eine Neuausrichtung der weltweiten Ingenieursausbildung im Sinne der Nachhaltigkeit beschlossen. Unterstützt wurde die vorangegangene Initiative von vielen international agierenden Technologiekonzernen.

Hintergrund dieser Forderung ist die Erkenntnis, dass Ingenieure und Ingenieurinnen viel dazu beizutragen, das Leben der Menschen zu verbessern. Doch lange nicht alles, was technisch möglich ist, nicht alles, was aus unserer heutigen Sicht sinnvoll erscheint, ist auch in anderen Teilen unserer Erde von Nutzen oder langfristig eine gute Sache.

Vor diesem Hintergrund, hat der Fachbereich EMT die "Blaue Schiene"  in den Bachelor-Studiengängen Maschinenbau und Elektrotechnik eingeführt. Hierbei handelt es sich um Module, in denen Aspekte der Nachhaltigkeit vermittelt werden. In jedem Semester werden mindestens eine Vorlesungen, ein Seminar oder ein Projekt angeboten, in dem die Studierenden die Grundlagen nachhaltiger Technik kennenlernen. Außerdem bietet der Fachbereich seit WS 2017/18 der Studiengang „Nachhaltige Ingenieurwissenschaften“ an. Die Grundfrage dieses Studiengangs lautet: Wie können Ingenieurinnen und Ingenieure im Rahmen wirtschaftlicher, ökologischer und gesellschaftlicher Grenzen dafür sorgen, dass sich die technologischen Grenzen verschieben, um allen Menschen das Recht auf gleiche Lebensbedingungen auch in Zukunft zu sichern. Ab SoSe 2021 wird das Angebot um einen Masterstudiengang „Nachhaltige Ingenieurwissenschaften“ ergänzt, der sich insb. der nachhaltigen Systementwicklung im Kontext der Sektorkopplung von Energie- und Verkehrssektor widmet.

Das IZNE (Prof. Stefanie Meilinger) war an der Entwicklung der beiden Studiengänge beteiligt und bietet dort mehrere Lehrveranstaltungen zu Fragen Nachhaltiger Technologiegestaltung an. Die Inhalte orientieren sich dabei nicht an ingenieurwissenschaftlichen Fachdisziplinen, sondern an den technologischen Herausforderungen und Aufgabenstellungen, wie sie sich aus den Zielen einer Nachhaltigen Entwicklung ergeben. Dabei wird das Vermitteln ingenieurwissenschaftlicher Grundlagen ergänzt durch interdisziplinäre, nachhaltigkeitsorientierte Inhalte, die ökologische, soziale und ökonomische Konsequenzen technologischer Lösungsansätze beleuchten.