Technik und Umwelt Inhaltsübersicht Block 1: Einführung 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.8. Begriffsbestimmung (Technik = Hardware + Software) Ursachen technischen Wandels (Innovationen, Substitution, Angebot und Nachfrage) Systemhierarchie technischen Wandels (inkremental, radikal, Systeme, Clusters) Terminologie (Lebenszyklusmodell: Invention, Innovation, Diffusion) Beispiele (Transportsektor USA) Unsicherheit der Innovation Technik als soziales Konstrukt (Beispiel: Fahrrad) Zusammenfassung Block 1 Technik und Umwelt Block 2: Modelle technischen Wandels 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. Diffusionstheorie Einführung (Raum, Zeit, Dichte, Heterogenität) Einflußfaktoren der Diffusion Modelle technologischer Substitution (Beispiel: Pferd - Auto) Allgemeine Lotka-Volterra Gleichung und Anwendung auf technologische Substitution (einfaches und multiples logistisches Substitutionsmodell) 2.5. Beispiele (Bergbau, Energie, Stahlerzeugung) 2.6. Zeitkonstanten der Diffusion 2.7. Zusammenfassung Diffusion und Technologiesubstitution 2.8. Erklärung für Technologiewachstum: F&E, Kostenreduktion (Lernkurven), Erwartungswerte (Moore'sches "Gesetz"), "network externalities", Innovatoren 2.9. Erklärung für Stagnation, bzw. Ablehnung: keine Verbesserungen, erratische F&E und Investitionen, Verbesserung bestehender Technologien (sailing ship effect), Infrastrukturbedarf, (statische) Intitutionen, gesellschaftlicher Widerstand 2.10. Auswirkungen technischen Wandels auf Wirtschaft: Output und "economies of scale", Kostendegression, Produktivität und Effizienz, Auswahl und Komplexität, Arbeitsteilung (beruflich, räumlich), Vernetzung, 2.11. Auswirkungen technischen Wandels auf Gesellschaft: Bevölkerungswachstum, Gesundheit & Lebenserwartung, Einkommen und Arbeitszeit, Strukturwandel (Arbeit - Freizeit, Primär - Tertiär, Land - Stadt) 2.12. Zusammenfassung Block 2 Technik und Umwelt Block 3: Technik und Umwelt: eine Einführung 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 3.7. 3.8. Übersicht über positive Auswirkungen (Ressourcenvermehrung, Ressourcensubstitution, Ressourceneinsparung, "Umweltreparatur") Übersicht über negative Auswirkungen (neuartige Auswirkungen, Steigerung der Bevölkerungsanzahl und menschlicher Aktivitäten, nicht-lineare Ursache Wirkung Beziehungen) Was ist "global change" (definition, Illustrationen) Größenordnungen anthropogener "global change" Einflüße Ehrlich/Kaya Modell Taxonomie von Umweltproblemen (nach Entwicklungsstand, Auswirkungen auf menschliche Gesundheit, zeitliche und räumliche Dimension der Auswirkungen: kurz- bis langfristig, lokal bis global) Einführung in Fallbeispiele (Luftverschmutzung in traditionellen und IndustrieGesellschaften, "Saurer Regen", Klimawandel) Zusammenfassung Block 3 Technik und Umwelt Block 4: Landwirtschaft 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7. 4.8. Land - Nahrung - Menschen, eine Einführung Entwicklung der landwirtschaftlichen Produktivität Technischer Wandel (Mechanisierung, Düngemittel) Modelle induzierten technischen Wandels (Hayami/Ruttan Modell) Pfadabhängikkeit und "technological lock-in" Umweltauswirkungen (Landnutzungänderungen, CO2-Kreislauf, Wasserbedarf) Wie viele Menschen kann die Erde ernähren? Malthus und Bosserup, zwei unterschiedliche Sichtweisen der Un/Möglichkeiten eine wachsende Bevölkerung zu ernähren Technik und Umwelt Block 5: Mineralische und energetische Rohstoffe 5.1. Einführung 5.2. Zur Begriffsbestimmung von "Vorräten" ("reserves" versus "ressources") 5.2.1. Geologisches Wissen und Exploration 5.2.2.Technologie (und Kosten) 5.3. Zur Dynamik von Reserven und Ressourcen (Beispiel: Energie) 5.4. Größenordnungen: Reserven, Ressourcen, "occurrencies" (Gtoe und GtC) 5.5. Einflußfaktoren auf Gewinnbarkeit, Kosten und Preise 5.5.1.Konzentration und Umwandlungsaufwand 5.5.2.Technologie und Rationalisierung 5.6. Knappheit: technisch/ökonomisch und nicht geologisch bestimmt Technik und Umwelt Block 6: Industrie 6.1. Überblick industrieller Aktivitäten und Produktivität 6.2. Illustration globaler Größenordnungen Material"verbrauch" und Mobilisierung 6.3. Consuming materials the American way 6.4. Langfristige Trends (pro Kopf pro BSP) 6.5. Geographische Verlagerung am Beispiel Stahl 6.6. Wirtschaftleistung und Materialintensität 6.7. Gibt es "Entmaterialisierung"? 6.8. Umweltstrategien zur Verringerung des Materialverbrauchs 6.8.1. Effizienzverbesserungen 6.8.2. Substitution 6.8.3. Recycling Technik und Umwelt Block 7: Endnachfrage 7.1 7.1.1. 7.1.2. 7.1.3. 7.2 7.2.1 7.2.2 7.2.3 7.3 Überblick über die wichtigsten Auswirkungen der Industrialisierung Zeitbudgets Konsumausgaben Art der Dienstleistungen (Kommunikation & Transport) Mobilität Entwicklung Fern- und Nahverkehr Bestimmungsgründe (Einkommen, Technik, Infrastruktur, Lebenstile) Umweltauswirkungen und Paradoxa (“take back effects”) Block 8: Technik, Umwelt, Ungewißheit: ein Überblick der Klimadebatte 8.1 8.2 8.3 8.3.1 8.3.2 8.3.3 8.4 8.4.1 8.4.2 8.4.3 8.5 Physikalische Grundlagen Wichtigste Unsicherheiten Klimaschutzmaßnahmen Effizienzverbesserungen (Potential, Kosten, Möglichkeiten) Strukturwandel und Entkarbonisierung (Potential, Kosten, Hemnisse) “Geoengineering” (Überblick) Klima und Politik Erklärung der wichtigsten “Kürzel” Klimaschutz-rahmenabkommen und Protokolle Derzeitiger Stand der Verhandlungen Rolle von Technologie in Klimapolitik Block 9: Technikkritik und Umweltbewegung 9.1 9.2 9.3 9.4 9.4.1 9.4.2 9.4.3 9.5 Kurzer geschichtlicher Abriss Kuturtheorie: divergierende “Weltsichten” und “Naturmythen” Schlußfolgerungen für den Ingenieur Das “Paradoxon” der technisch-wissenschaftlichen Entwicklung Technik/Wissenschaft als “Verursacher” Technik/Wissenschaft als Lösung Technik/Wissenschaft als Instrumente der Erklärung und Beobachtung Was überwiegt? Block 10: Abschlußdiskussion der Vorlesung (privater Rahmen) ~gruebler/da/vorles/leoben_vorles_inhalt.doc