Nachhaltigkeit und Transformation des Energiesystems

Welche lokalen und globalen Strategien weisen den Weg in eine ressourcenschonende Zukunft?
ITAS Thema Nachhaltigkeit und Transformation des Energiesystems

Auf der Liste der drängenden Probleme der Menschheit rückt die ökologische Krise seit Jahrzehnten immer weiter nach vorne – nicht nur wegen des Klimawandels, sondern auch aufgrund des Verlusts an Biodiversität, sinkender Grundwasserspiegel, der Degradierung von landwirtschaftlich nutzbaren Flächen und der Verunreinigung der Ozeane. Trotz aller anerkennenswerten Fortschritte in der Effizienz moderner Technik und aller bisherigen Bemühungen, so etwa in der deutschen Energiewende, ist diese Krise weit davon entfernt, bewältigt zu sein. Kreative Ansätze und neues Denken sind gefragt, auch zur besseren Nutzung knapper Ressourcen im Rahmen einer Circular Economy. Das Konzept der Nachhaltigkeit weist Wege, wie auch zukünftige Generationen ihre Bedürfnisse noch erfüllen können. Es muss aber zu jeder konkreten Frage ausformuliert werden.

Die Bedeutung der Nachhaltigkeit für unser tägliches Leben und ihre praktische Umsetzung in der Weltgemeinschaft ist eines der zentralen Felder am ITAS. Zur Nachhaltigkeitsbewertung wurde am Institut eigens ein integratives Konzept entwickelt. Die Nachhaltigkeit steht auch im Mittelpunkt der Reallaborforschung, orientiert unsere Forschung zur Umstellung von Wirtschaftsprozessen auf erneuerbare Rohstoffe (Bioökonomie) und leitet die ITAS-Forschung zu neuen Technologien und Transformationspfaden für das Energiesystem. Auch grundlegende ethische Aspekte von Nachhaltigkeit werden am ITAS beleuchtet.

Reallaborforschung

Reallaborforschung und -entwicklung ist am ITAS Gegenstand zahlreicher Projekte und zeichnet sich durch ihren transdisziplinären Charakter aus. So entstand mit dem Quartier Zukunft – Labor Stadt bereits 2012 eines der ersten Reallabore in Deutschland. Neben der Entwicklung von Methoden führt das ITAS dort Reallabor-Projekte wie Energietransformation im Dialog zur partizipativen und nachhaltigen Gestaltung unseres zukünftigen Energiesystems oder Klimaschutz gemeinsam wagen zu Verhaltensänderungen im Alltag durch. Zum Thema arbeitet auch das Karlsruher Reallabor Nachhaltiger Klimaschutz (KARLA), das mit über 30 Partnern Transformationsexperimente in Karlsruhe umsetzt. Zentral ist zudem das Karlsruher Transformationszentrum.

Gesellschaft und Energiewende

Die Arbeit des ITAS zielt auf die dynamische Einbettung der Energiewende in gesellschaftliche, wirtschaftliche, umweltbezogene und technologische Zusammenhänge. Dabei sind gesellschaftliche Erwartungen und Vorstellung ein entscheidender Faktor. Die Forschenden des Instituts nehmen eine ganzheitliche Perspektive ein und beziehen eine Vielzahl von Akteuren ein. So bewerten sie beispielsweise Transformationspfade für nachhaltige regionale Energiesysteme (ENSURE), entwickeln Szenarien für den paneuropäischen Energieaustausch (eXtremOS) oder für abgelegenen Regionen (z. B. in Mexiko und Brasilien) zur Überwindung der Armut. Zusätzlich im Fokus steht die Transformation lokaler Energiesysteme durch die Integration von Abwasser- und Abfallinfrastrukturen (RUN).

Bioökonomie

Im Bereich Bioökonomie bewertet das ITAS die energetische und stoffliche Nutzung land- und forstwirtschaftlicher Reststoffe (Energie System 2050) oder aus Algen hergestellter Produkte (PHOTFUEL, ABACUS). Neben ökologischen, sozialen und ökonomischen Aspekten liegt der Fokus dabei auf der nachhaltigen Ressourcennutzung und geschlossenen Kreisläufen (ALG-AD). Die Resilienz urbaner Wälder und deren Beitrag zu lebenswerten Städten untersuchen Forschende im Projekt GrüneLunge.

Nachhaltigkeitsbewertung

Das am ITAS entwickelte Integrative Konzept nachhaltiger Entwicklung (IKoNE) formuliert drei übergreifende Nachhaltigkeitsziele: Sicherung der menschlichen Existenz, Erhaltung des gesellschaftlichen Produktivpotenzials und Bewahrung der Entwicklungs- und Handlungsmöglichkeiten der Gesellschaft. Um diese Ziele erreichen zu können, müssen soziale, ökologische und ökonomische Aspekte gleichwertig berücksichtigt und integriert werden. Wissenschaftlich herausfordernd ist insbesondere die (Weiter-)Entwicklung und Anwendung integrativer Bewertungsmethoden, die der Komplexität der Anwendungskontexte (z. B. dem Energiesystem) gerecht werden.

Publikationen zum Thema


2022
Bögel, P. M.; Augenstein, K.; Levin-Keitel, M.; Upham, P.
An interdisciplinary perspective on scaling in transitions: Connecting actors and space
2022. Environmental innovation and societal transitions, 42, 170–183. doi:10.1016/j.eist.2021.12.009VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument
Cueva, J.; Almeida, I. A.; Fröhlich, K.; Dermann, A. F.; Dermann, F.; Köhler, M.; Grossmann, J.; Meier, W.; Bauhus, J.; Schröder, D.; Sardemann, G.; Thomas, C.; Carnicero, A. R.; Saha, S.
Synergies and tradeoffs in ecosystem services from urban and peri-urban forests and their implication to sustainable city design and planning
2022. Sustainable cities and society, 82, 103903. doi:10.1016/j.scs.2022.103903
Harzendorf, F.; Wulf, C.; Haase, M.; Baumann, M.; Ersoy, H.; Zapp, P.
Domestic value added as an indicator for sustainability assessment – a case study on alternative drivetrains in the passenger car sector
2022. Proceedings of the 16th Conference on Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems, Dubrovnik, Kroatien, 10.-15.10.2021. doi:10.21203/rs.3.rs-1211251/v1
2021
Arzt, I.; Fricke, A.
Sonnendeck für Eidechsen
2021. Baden-Württemberg macht einfach - 17 Ideen für eine Welt von morgen, 44, RENN.süd 
Baumann, M.; Domnik, T.; Haase, M.; Wulf, C.; Emmerich, P.; Rösch, C.; Zapp, P.; Naegler, T.; Weil, M.
Comparative patent analysis for the identification of global research trends for the case of battery storage, hydrogen and bioenergy
2021. Technological forecasting and social change, 165, Art.-Nr.: 120505. doi:10.1016/j.techfore.2020.120505VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument
Beckmann-Wübbelt, A.; Fricke, A.; Sebesvari, Z.; Yakouchenkova, I. A.; Fröhlich, K.; Saha, S.
High public appreciation for the cultural ecosystem services of urban and peri‑urban forests during the COVID-19 pandemic
2021. Sustainable Cities and Society, 74, Art.-Nr.: 103240. doi:10.1016/j.scs.2021.103240
Bergmann, M.; Schäpke, N.; Marg, O.; Stelzer, F.; Lang, D. J.; Bossert, M.; Gantert, M.; Häußler, E.; Marquardt, E.; Piontek, F. M.; Potthast, T.; Rhodius, R.; Rudolph, M.; Ruddat, M.; Seebacher, A.; Sußmann, N.
Transdisciplinary sustainability research in real-world labs: success factors and methods for change
2021. Sustainability science, 16 (2), 541–564. doi:10.1007/s11625-020-00886-8VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument
Gerhards, C.; Weber, U.; Klafka, P.; Golla, S.; Hagedorn, G.; Baumann, F.; Brendel, H.; Breyer, C.; Clausen, J.; Creutzig, F.; Daub, C.-H.; Helgenberger, S.; Hentschel, K.-M.; Hirschhausen, C. von; Jordan, U.; Kemfert, C.; Krause, H.; Linow, S.; Oei, P.-Y.; Pehnt, M.; Pfennig, A.; Präger, F.; Quaschning, V.; Schneider, S., Uli, Jens; Stelzer, V.; Sterner, M.; Wagener-Lohse, G.; Weinsziehr, T.
Klimaverträgliche Energieversorgung für Deutschland – 16 Orientierungspunkte (Version 1.0, Deutsch)
2021, April 22 
Knispel de Acosta, S.; Herzog, L.; Stelzer, V.
Mit Fakten die Welt verändern - Scientists for Future und die neue Rolle der Wissenschaft?
2021. Unterwegs zur neuen Mobilität. Perspektiven für Verkehr, Umwelt und Arbeit. Hrsg.: Manfred Flore, Uwe Kröcher und Claudia Czycholl, 277–292, Oekom Verlag VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument
Parodi, O.
Zum Verhältnis von Technik, Technikfolgenabschätzung und Transformation
2021. Gesellschaftliche Transformationen. Hrsg.: R. Lindner, 19–36, Nomos Verlagsgesellschaft. doi:10.5771/9783748901556-19