KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der...

KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg undnationales Forschungszentrum in der Helmholtz-GemeinschaftProf. Dr. Liselotte Schebek | ITAS-ZTS | 11.04.23

Institut für Technikfolgenabschätzung und SystemanalyseZentralabteilung Technikbedingte Stoffströme (ITAS-ZTS)Prof. Dr. Liselotte Schebek

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TA Methoden in der Lehre: Stoffstromanalyse und Life Cycle AssessmentProf. Dr. Liselotte Schebek

Institut für Technikfolgenabschätzung und SystemanalyseZentralabteilung Technikbedingte Stoffströme (ITAS-ZTS)

2 Prof. Dr. Liselotte Schebek | ITAS-ZTS | 11.04.23

Inhalt

Stoffstromanalyse und Life Cycle Assessment: eine Momentaufnahme

Was wird gelehrt – was sollte gelehrt werden?

Fallbeispiel: Stoffstromanalyse und LCA als Modul im BSc Umweltingenieurwesen

Schlussfolgerungen



Freising 2009

Ökobilanzwerkstatt 2009, Freising:

35 Teilnehmer; Doktoranden aus 15 Universitäten bzw.

Forschungseinrichtungen



Nachfrage und Bedarf

Die „Nachfrage“ nach den Methoden Stoffstromanalyse (Material Flow Assessment, MFA) und insbesondere Life Cycle Assessment (LCA, Ökobilanz) ist in den letzten Jahren stark gestiegen:

Aktuelle politische Themen (Klimawandel, Rohstoffdebatte);

„Life Cycle Thinking“ als Paradigma zentraler politischer Strategien der EU;

zahlreiche Instrumente von Technologie- und Umweltpolitik erfordern die praktische Anwendung von LCA, z.B.

EuP-Richtlinie („Ökodesign-Richtlinie) Nachhaltigkeitsverordnung Biomasse

Stellenmarkt in Wissenschaft und Wirtschaft expandiert.

Es existiert ein großer Bedarf an Expertise zur Anwendung von Stoffstromanalyse und LCA.Diesem Bedarf steht offensichtlich noch keine ausreichende Vermittlung von Methodenkompetenz in der Ausbildung gegenüber.



Inhalt




Schlussfolgerungen



Stoffstromanalyse und Life Cycle Assessment in der Lehre – ein Überblick (I):



Stoffstromanalyse und Life Cycle Assessment in der Lehre – ein Überblick (II):

Vorlesung/Veranstaltung Universität für folgende Studiengänge

Ökobilanz – Ganzheitliche Bilanzierung - ecodesign

Universität StuttgartLehrstuhl für Bauphysik (LBP) Abteilung Ganzheitliche Bilanzierung

Ingenieur-Studenten

Life Cycle AnalysisUniversität GrazInstitut für Werkstoffkunde und Schweißtechnik

Master Maschinenbau/ Wirtschaftsingenieurwesen/ Production Science and Management

ÖkobilanzenTechnische Universität BerlinInstitut für Technischen UmweltschutzSustainable Engineering

Master Technischer Umweltschutz/Wirtschaftsingenieurwesen/ Regenerative Energiesysteme

Ökobilanzen in der Praxis Universität BremenFachbereich 4: Produktionstechnik

Bachelor Produktionstechnik

ÖkobilanzierungTU BraunschweigStudiendekanat Bauingenieurwesen 2Institut für Abfallwirtschaft

Master Umweltingenieurwesen/ Geoökologie/ Bauingenieurwesen



Stoffstromanalyse und Life Cycle Assessment in der Lehre – ein Überblick (III)

Vorlesung/Veranstaltung Universität für folgende Studiengänge

Stoffhaushalt - Grundlagen

Bauhausuniversität WeimarFakultät BauingenieurwesenAufbereitung von Baustoffen und Wiederverwertung

Master Umweltingenieurwissenschaften/ Infrastruktur und Umwelt

Stoffstromanalyse und Life Cycle Assessment

KITFakultät für Wirtschaftswissenschaften

Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen, Master Geoökologie

Stoffstromanalyse und Life Cycle Assessment

Universität DarmstadtInstitut IWARFachgebiet Industrielle Stoffströme

Bachelor Bauingenieure/ Geodäsie/ Umweltingenieurwissenschaften

Umweltmanagement und Ökobilanzierung

TU Bergakademie FreibergLehrstuhl für Umwelt- und Ressourcenmanagement

Bachelor Umwelt-Engineering/ Angewandte Informatik, Master Geoökologie

Nährstoffkreisläufe, Energieflüsse und Ökobilanzen

Universität KasselÖkologische Agrarwissenschaften

Master Ökolog. Landwirtschaft

Ökologische SystemanalyseETH ZürichBau, Umwelt und Geomatik

Umweltingenieurwissenschaften (Bachelor)



Stoffstromanalyse und Life Cycle Assessment in der Lehre:

Schlussfolgerungen (I)

Ökobilanzen (Life Cycle Assessment) werden sehr häufig als Unterthema innerhalb einer Vorlesung mit einem thematischen Bezug behandelt (z.B. nachhaltige Energieversorgung, ökologisches Bauen, nachwachsende Rohstoffe...).

Dabei können bestenfalls rudimentäre methodische Kenntnisse vermittelt werden; eine Kompetenz zur eigenständigen Anwendung der Methoden wird praktisch gar nicht vermittelt.



Eine kleine Anzahl von Universitäten bieten eigenständige Vorlesungen zur Ökobilanzierung an; in fast allen Fällen ergänzt durch Übungen mit (Rechen-) Anwendungen, teilweise zusammen mit Stoffstromanalyse.

Diese Angebote sind vor allem eingebettet in naturwissenschaftlich-ingenieurwissenschaftlichen Kontext sowie in den Problemkontext der Umweltwissenschaften.

Die Einbettung spiegelt den disziplinären Hintergrund der Methoden und den Problembezug zum Schutz der Umwelt wider.

Stoffstromanalyse und Life Cycle Assessment in der Lehre:

Schlussfolgerungen (II)



MFA + LCA lehren:

1) MFA + LCA als Instrumente:

Eingebettet in disziplinären Kontext

natur-/ingeneurwissenschaftliche Prägung

Integration wirtschaftswissenschaftliche Konzepte und Elemente

2) MFA + LCA als Zugang zur Modellierung

Modelle als Abstraktion der Realität

Validierung als notwendige Bedingung der Anwendung

Systemverständnis

3) MFA + LCA als Mittel gesellschaftlicher Gestaltung

Problembezug und Kontext der Methodenwahl

Spiegelung gesellschaftlicher Werte

Mittel einer „modernen“ kontextorientierten Politik; Akteursbezug und Einbettung in partizipative Prozesse



Inhalt




Schlussfolgerungen



Fallbeispiel: TU Darmstadt BSc Umweltingenieurwesen

Grundstudium ingenieurwissenschaftlich geprägt

Grundvorlesung „Einführung in die Umweltwissenschaften“ vermittelt Problembezug

Wahlpflichtbereich „Bewertung und Modellierung“

Modul: „Stoffstromanalyse und Life Cycle Assessment

im Wahlpflichtbereich „Bewertung und Modellierung“

Vorlesung und Übung

4 SWS/6 CP



Konzeptioneller Aufbau der Vorlesung (I)

Die Grenzen des Planeten:

Endliche Rohstoffe

Endliche Tragfähigkeit der Umwelt

Welche Strategien gibt es zur Verminderung von Rohstoffverbrauch und Umweltbelastung?

Anschluss an Problembezug der Umweltwissenschaft:



Konzeptioneller Aufbau der Vorlesung (II)

Stoffstromanalyse und Life Cycle Assessment untersuchen

...die Stoffflüsse von der Biosphäre in die Technosphäre

...die Stoffflüsse aus der Technosphäre in die Biosphäre

...die Mechanismen innerhalb der Technosphäre, die die Flüsse von Stoffströmen beeinflussen.

Einführung und „Verortung“ der Methoden an Hand ihre Untersuchungsgegenstands:

Komplementarität beider Methoden: Mikroebene (Produktsystem) – Makroebene (Volkswirtschaft)



Konzeptioneller Aufbau der Vorlesung (III)

Aufbau vom Methodenkompetenz auf ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen:

Anschluss an Inhalte des Grundstudiums BSc UmweltIng: Massen- und Energiebilanzen mathematischen Grundlagen der Modellierung;

Fehlerrechnung; statistische Methoden Relevanz von Umweltproblemen (Umwelt-)Technologien als Fallbeispiele

Ergänzung wirtschaftswissenschaftlicher Elemente: z.B. Produktionsfunktionen, Gleichgewichtsmodelle, wirtschaftswissenschaftliche Konzepte für methodische Wahlmöglichkeiten (z.B. Allokation, Recycling)



Konzeptioneller Aufbau der Vorlesung (III)

Vermittlung interdisziplinärer und transdisziplinärer Bezüge:

Modelltechnische Einführung Modellierung, Simulation, Validierung

Bezug zur Nachhaltigkeitsdiskussion z.B. Diskontierung von Umweltlasten; starke und schwache

Nachhaltigkeit

Diskussion politischer, rechtlicher, gesellschaftlicher Rahmen-bedingungen und von Akteurskonstellationen anhand der Fall-beispiele



Übung in Form eines Planspiels

Halbjahresversammlung des mittelständischen Familienbetriebes Firma Holzfreund: der Produktleiter, Herr Progress, macht einen neuen, im Hause ungewohnten Vorschlag:

„Edelstahl ist das neue Holz! In moderner Innenarchitektur ist es mittlerweile unausweichlich.

Als verantwortungsbewusster Produktmanager muss ich daher eindringlichst anregen, unser Angebot an Regalbrettern um eine Edelstahlserie zu ergänzen.“



Übung in Form eines Planspiels

In diesem Moment könnte man eine Stecknadel fallen hören, fragende Blicke und gerümpfte Nasen werden in der Runde weitergereicht. Stille. Als das Raunen am ovalen Tisch stetig zunimmt, ergreift der junge Geschäftsführer das Wort:

„Ihnen ist bewusst, dass wir mit unserem Namen für „Holz“ als Werkstoff einstehen, und das nicht ohne Grund. Wir verwenden

Holz, weil es in der Herstellung und Entsorgung geringe Emissionen

verursacht, weil Wald das scharf diskutierte Treibhausgas CO2 aufnimmt und die Holzverarbeitung vergleichsweise nur geringe Energiemengen verbraucht.“



Übungseinheiten

Einheit Methodische Elemente Problem-/Anwendungsbezug

1. Einheit: Ziel und Unter-suchungsrahmen

Systemgrenze, funktionelle Einheit Projektmanagement

2. Einheit: Sachbilanz I

Datenaufnahme Interviewtechniken

3. Einheit: Sachbilanz II

Berechnung des Produktsystems Matrizenrechnung

4. Einheit: Sachbilanz III

Allokation und Systemerweitung Konzepte der Zuordnung von Umweltlasten

5. Einheit: Wirkungsabschätzung

Wirkungskategorien, Normierung, Gewichtung

Bewertung von Umweltproblemen

6. Einheit: Auswertung

Ergebnisdarstellung, Sensitivitäts-betrachtung, Ergebnisdarstellung Diskussion der Ergebnisse

Reflektion gesellschaftlicher Bezüge



Interdisziplinarität in der weiteren Lehre

Master-Studiengänge an der TU Darmstadt

MSc UmweltingenieurwesenUmweltwissenschaften Interdisziplinär; Interdisziplinäres Projekt; Vertieferbereich Bewertung und Modellierung

MSc Energy Science and Technology (ab WS 2011/2012)Anwendung auf Energietechnologien

Doktoranden-Ausbildung

Helmholtz-KIT-Graduate School for Climate and Environment (KIT-GRACE) in Kooperation mit TU Darmstadt

Interdisziplinäre Behandlung von Themen der Klima- und Umweltforschung Vermittlung von systemanalytischer und methodischer Kompetenzen im Bereich Technology Induced Material Flows



Inhalt




Schlussfolgerungen



Schlussfolgerungen

TA-Methoden erwachsen aus unterschiedlichen Disziplinen. Methodische Kompetenz basiert auf einer entsprechenden disziplinären Einbettung.

Über den Kontexten der Fragestellung, d.h. des zu Grunde liegenden Problems, für die die Methoden angewandt werden, erschließt sich der Zugang zu anderen disziplinären Methoden zu interdisziplinärem wissenschaftlichen Arbeiten zum Anschluss an gesellschaftliche Prozesse

Die Lehre sollte sowohl methodisches „Training“ umfassen als auch den Stellenwert unterschiedlicher Methoden für die Problemlösung verdeutlichen sowie Anwendungsbezug zu gesellschaftlichen Frage-stellungen über projektorientieres Lernen bieten.

Date post:	05-Apr-2015
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