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Computational Narratives in scientific modeling: two cases in bioeconomy

Computational Narratives in scientific modeling: two cases in bioeconomy
Projektteam:

Roßmann, Maximilian (Dissertation)

Förderung:

Kooperatives Promotionskolleg ENRES

Starttermin:

2017

Endtermin:

2019

Forschungsbereich:

Nachhaltigkeit und Umwelt

Projektbeschreibung

Überblick

Die Arbeit diskutiert die Rolle von Narrativen für die Bestimmung von Systemgrenzen wissenschaftlicher Modellierung. In zwei Fallstudien werden Narrative verwendet, um Perspektiven zu unterscheiden und Faktoren zu identifizieren und zu gewichten (Weitere Methoden: Simulation und Datenanalyse in Python Notebooks und OpenLCA).

Theorie: Am Zusammenspiel von Modell und Erzählung soll gezeigt werden, wie sich die Technologiebewertung an den impliziten Annahmen von Narrativen orientiert und darüber praktisch nutzbare Ergebnisse liefert.

Fall 1: Biogasanlagen werden mit stationären Batteriespeichern verglichen hinsichtlich Umweltwirkung als Flexibilitätsoption und nicht mit PV und Wind als Bereitsteller von erneuerbarer Energie.

Fall 2: Für eine Studie zu Visionen der Ernährung aus Mikroalgen werden auf Basis statistischer Methoden unterschiedliche Narrative für den Vergleich möglicher Innovationspfade entwickelt.

Die Idee: Computergestützte Narrative

„Computers are good at consuming, producing and processing data. Humans, on the other hand, process the world through narratives. Thus, in order for data, and the computations that process and visualize that data, to be useful for humans, they must be embedded into a narrative - a computational narrative - that tells a story for a particular audience and context.“ (Perez und Granger 2015, S. 1)

Theorie: Modelle, Narrative und Selbstreferenz für die Bewertung von Wissen

Modelle sind zu einem zentralen erkenntnistheoretischen Werkzeug in vielen wissenschaftlichen Disziplinen geworden. Wissenschaftler wollen etwas über ihr Zielsystem lernen, indem sie etwas über das Modell lernen. Aus unserer Sicht verbinden die Modelle unterschiedliche, narrativ hervorgehobene Aspekte. In unserer erzählten Imagination dienen Modelle als erfahrbare Welten für eine geteilte Bewertung narrativer Aspekte auf der Basis autorisierter Props (siehe z. B. Walton, Frigg, Morgan, Wise).

Das Konzept der narrativen Selbstreferenz bezieht ausgewählte Aspekte der Literaturtheorie in die Theorie der selbstreferentiellen Systeme ein (siehe z. B. Luhmann, MacIntyre, Bruner). Narrative Selbstreferenz ist das vereinfachte narrative Selbstbild, das die System-Umwelt-Beziehung reflektiert und dadurch das System stabilisiert. Erzählungen bieten Systemgrenzen für Orientierung, Zusammenarbeit und eine gemeinsame Grundlage für die Bewertung von Wissen.

Fallstudie 1: Biogas als Flexibilitätsoption

In der deutschen Energiewende steigt die Nachfrage an Flexibilitätsoptionen durch den wachsenden Anteil erneuerbarer Energien. Die Bereitstellung von Flexibilitätsdienstleistungen durch Biogaskraftwerke ist eine vielversprechende Alternative zu z.B. Netzausbau, Lastmanagement und Speicherung. „Flexibilität“, als die Fähigkeit einer Technologie, bestimmte Stromnetzdienste und eine bedarfsgerechte Produktion bereitzustellen, ist vor allem eine qualitative Eigenschaft ohne spezifische Einheit. Diese Arbeit soll einen Vergleich der Umweltauswirkungen der technischen Flexibilitätsdienstleistungen moderner Biogasanlagen und Li-Ion-Batteriespeicher ermöglichen. In der Simulation zielen beide Technologien mit unterschiedlichen Strategien auf Optimierung eines Time-Shift Szenarios ab. In der Ökobilanz werden die ökologischen Auswirkungen beider Flexibilitätsszenarien verglichen.

Fallstudie 2: Visionen der Ernährung aus Mikroalgen

Mikroalgen produzieren Biomasse mit hochwertigen Inhaltsstoffen, die für die menschliche Ernährung nutzbar gemacht werden können. Die Studie zu Ernährungsvisionen von Mikroalgen hebt verschiedene Bedeutungen der Technologie hervor: Mikroalgen als Nachhaltigkeitstechnologie, ein hochpreisiges Gesundheits- und Wellnessprodukt, ein preisgünstiges und funktionelles Lebensmittel und ein regionales Produkt größerer Unabhängigkeit. Ausgangspunkt waren aktuelle Themen der Mikroalgenforschung, Ernährungsszenarien und technische Visionen. Basierend auf einer Delphi-Umfrage wurde Neben einem Ranking der Aspekte das Clustering der Antworten analysiert. Die narrativierte Interpretation der Ergebnisse wurde in einer zweiten Runde hinsichtlich Erwünschtheit und Machbarkeit zur Diskussion gestellt. Die vier Narrative betonen die Bedeutung der assoziierten Aspekte und sollen für mögliche Innovationspfade Orientierung bieten.

Literatur

Perez, Fernando; Granger, Brian E. (2015): Project Jupyter: Computational Narratives as the Engine of Collaborative Data Science. Helmsley Trust; Gordon and Betty Moore Foundation; Alfred P. Sloan Foundation.

Online verfügbar unter http://archive.ipython.org/JupyterGrantNarrative-2015.pdf, zuletzt geprüft am 09.11.2017.

Administrative Daten

Referent: Prof. Dr. Armin Grunwald
Koreferent: N.N.
Doktoranden bei ITAS: siehe Promovieren am ITAS

Kontakt

Maximilian Roßmann, M.A.
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)
Postfach 3640
76021 Karlsruhe

Tel.: 0721 608-28057
E-Mail