Technik und Umwelt

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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
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