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 Hochschulen in Gesellschaft zu einer Kultur der Nachhaltigkeit in Bildungseinrichtungen 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). Außerdem arbeiten die Forschenden an einer stärkeren Verankerung von Nachhaltigkeitsaspekten in der Ingenieurausbildung (NaProIng). Sie unterstützen die Umsetzung des Strategieplans für Energietechnologie der Europäischen Kommission (SUPEERA) und arbeiten zu nachhaltigen Rohstofflieferketten für Solarzellen.
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.
Projekte zum Thema
- ABACUS – Algae for biomass applied to the production of added value compounds
- ALG-AD – Wertschöpfung aus nährstoffreichen Abfällen durch Kombination von Algen- und anaerober Vergärungstechnologie
- Die nachhaltige Lieferkette von Metallen und die Risiken für den Solartechnikmarkt
- Energietransformation im Dialog
- Energy-Poverty Nexus in the Rural Areas of Ceará, Brazil
- ENSURE – Neue EnergieNetzStruktURen für die Energiewende
- GrüneLunge
- Helmholtz-Initiative Energie System 2050
- Hochschulen in Gesellschaft
- Karlsruher Reallabor Nachhaltiger Klimaschutz (KARLA)
- Karlsruher Transformationszentrum für Nachhaltigkeit und Kulturwandel
- Quartier Zukunft - Labor Stadt
- Rural Urban Nutrient Partnership (RUN)
- SUPEERA
- Solarenergiesystem für das ländliche Mixteca - Puebla, Mexiko
- Vermittlung von Werkzeugen und Schlüsselkompetenzen zur nachhaltigen Produktentwicklung für Ingenieure (NaProIng)
- Verbundprojekt eXtremOS
Zur vollständigen Projektliste
Expertinnen und Experten
- Bioökonomie und erneuerbare Energiequellen:
Dr. Christine Rösch - Gesellschaft und Energiewende:
Dr. Witold-Roger Poganietz - Nachhaltigkeitskonzepte:
Jürgen Kopfmüller - Ethik und Nachhaltigkeit:
Prof. Dr. Dr. Rafaela Hillerbrand - Nachhaltigkeit und soziale Inklusion
Dr. Maryegli Fuss - Neue Speichertechnologien und Energienetzwerke:
Dr. Manuel Baumann - Power to fuels & chemicals:
Dr. Andreas Patyk - Rohstoffe für die Energiewende und Recycling:
Dr. Marcel Weil - Reallaborforschung:
Dr. Oliver Parodi - Urbane Forstwirtschaft und Ökologie:
Dr. Somidh Saha
Weiterer Kontakt
Jonas Moosmüller
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Tel.: +49 721 608-26796
E-Mail
Publikationen zum Thema
Aktiv für den Wandel
2023. Stolle, Michael; Schnaubelt, Manuela (Hg.): Einfach anders machen! Perspektiven für den Alltag, 125–127, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
GrüneLunge : Die Kampagne "Naturnahes Gärtnern in Zeiten der Pandemie"
2023
Werde Solar-Coach
2022. Praxisbeispiele und Reflexionsimpulse zur Weiterentwicklung des Bildungsangebotes an Hochschulen. Hrsg.: Georg Winterseel, Lukas Vaupe, 102–105, netzwerk n
Energiewende nah an Mensch und Alltag
2022. Energiewirtschaftliche Tagesfragen, (6), 31–33
Wie entfalten Reallabore Wirkung für die Transformation? Eine embedded-agency perspective zur Analyse von Wirkmechanismen in Reallaboren [How do real-world labs create impact for sustainability transformations? An embedded-agency perspective on analysing mechanisms of change in real-world labs]
2022. Gaia, 31 (4), 207–214. doi:10.14512/gaia.31.4.4
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.2021.12.009
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
Animal Feed from Microalgae Grown on Biogas Digestate as Sustainable Alternative to Imported Soybean Meal
2022. BioEnergy research, 15, 2056–2075. doi:10.1007/s12155-022-10397-2
Der Selbstexperimentgenerator für einen nachhaltigeren Lebensstil – eine spielerische Methode, um Menschen zu motivieren und sensibilisieren
2022, Juli 20
Transformationspfade für eine Kultur der Nachhaltigkeit an deutschen Hochschulen [Pathways of transformation towards a culture of sustainability in German higher education institutions]
2022. Gaia, 31 (4), 254 – 256. doi:10.14512/gaia.31.4.14
Prospective assessment of energy technologies: a comprehensive approach for sustainability assessment
2022. Energy, Sustainability and Society, 12 (20), Article no: 20. doi:10.1186/s13705-022-00344-6
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
Drought tolerance differs between urban tree species but is not affected by the intensity of traffic pollution
2022. Trees, 37 (1), 111–131. doi:10.1007/s00468-022-02294-0
Native pedunculate oaks support more biodiversity than non-native oaks, but non-native oaks are healthier than native oaks: a study on street and park trees of a city
2022. The science of the total environment, 853, 158603. doi:10.1016/j.scitotenv.2022.158603
Reflexive Sustainable Technology Labs: Combining Real-World Labs, Technology Assessment, and Responsible Research and Innovation
2022. Sustainability, 14 (22), Article no: 15094. doi:10.3390/su142215094
Das ‚Ganze‘ im Blick behalten: Wie das Quartier Zukunft – Labor Stadt globale Fragen mit dem lokalen Leben zusammenbringt
2022
Inter- and transdisciplinary research approaches to increase the resilience of urban and peri-urban forests (UPFs) to climate change impacts - lessons learned from the first phase of the “GreenLung” (“GrüneLunge”) project, Germany
2022. UFFU 2022 : International Conference Leuven : Urban Forests, Forest Urbanisms, and Global Warming: Developing Greener, Cooler and more Resilient Cities : Book of Abstracts, Katholieke Universiteit Leuven (KU Leuven)
Postcolonial Gladiators?! Eine Analyse des Reality Formats Global Gladiators, die Afrika Edition
2022. Ethik in Serie - Staffel 2. Hrsg.: S. Meisch, 103–114, Universitätsbibliothek Tübingen. doi:10.15496/publikation-66680