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Schadstoffe

weitere Buchkapitel

1. Grundlagen von Umweltökonomie und Umweltpolitik

Eine ursachenadäquate Umweltpolitik erfordert die Kenntnis der wesentlichen Wirkungsweisen des ökologischen Systems. Diese Wirkungsweise lässt sich anhand der Umweltfunktionen Emission, Transmission, Immission und Deposition beschreiben. Die natürliche Umwelt liefert dem Menschen Umweltdienstleistungen und -güter (etwa Rohstoffe, Abnahme von Schadstoffen, Regulierungsfunktion des ökologischen Systems), deren Wert häufig nicht oder nicht ausreichend berücksichtigt wird. Hierbei stellt sich die Frage, ob es neben der Bewertung der Umwelt aus menschlicher Sicht nicht auch einen Eigenwert der Natur gibt, der jenseits des menschlichen Nutzens existiert. Durch Industrialisierung und Globalisierung, aber auch ungleiche Wohlstandsverteilung kommt es zu zunehmenden Schädigungen und Verknappungen von Umweltgütern. Die Ökonomie kann einen erheblichen Beitrag bei der Bewältigung der Knappheit und damit beim Schutz der Umwelt leisten. Neoklassische Umweltökonomie und ökologische Ökonomie sind hierbei wesentliche Bausteine und Kern des übergeordneten Konzepts einer nachhaltigen Entwicklung. Zuletzt wird das neoklassische Marktmodell zusammenfassend dargestellt bzw. wiederholt, da es die Basis für die zentralen umweltpolitischen Instrumente liefert.

Marc Ringel

3. Instrumente der staatlichen Umweltökonomie: Auflagen, Steuern, Zertifikate

Ist ein Staatseingriff zum Schutz der Umwelt erforderlich, kommen verschiedene umweltpolitische Instrumente infrage. Diese Instrumente werden in diesem und dem folgenden Kapitel dargestellt, wobei die Trennung in verschiedene Kapitel rein didaktischer Natur ist. Wir betrachten die Wirkungsweise von Auflagen (Ge- und Verbote), einer Steuerung der Umweltqualität über die staatliche Korrektur von Preisen (Steuern und Abgaben) sowie die Steuerung über flexible Quoten und Zertifikate (sog. Mengensteuerung). Nach einer Beschreibung des Instruments folgt jeweils eine Darstellung seiner Wirkung aus ökonomischer Perspektive, um die Anreizwirkungen zum Schutz der Umwelt herauszuarbeiten. Zuletzt nutzen wir die in ► Kap. 2 eingeführten umweltökonomischen Beurteilungskriterien, um die Vor- und Nachteile der einzelnen Instrumente herauszuarbeiten. Ziel hierbei ist es, ein Instrument zu finden, das ein vorliegendes Umweltproblem möglichst zufriedenstellend löst.

Marc Ringel

Korrekte Abbildung des Höheneinflusses bei der Simulation von RDE-Fahrten in Prüfumgebungen

Innerhalb des VKM-RDE-Methodikbaukastens wird kontinuierlich daran gearbeitet, relevante Größen für Realfahremissionen (RDE) zu identifizieren und in Prüfumgebungen darzustellen. Wird die Fahrzeuglängsdynamik in der Prüfumgebung simuliert, so hat das hinterlegte Steigungsprofil auf Basis der verwendeten Höhendaten einen signifikanten Einfluss auf die Motorlast und damit das Emissionsergebnis. Ferner werden die entstehenden Abgasemissionen durch den anliegenden Umgebungsbedruck bei gegebener, absoluter Höhe beeinflusst.

Sascha Bauer, Tim Steinhaus, Christian Beidl, Maximilian Dietrich

Optimierung des Emissionsverhaltens innerhalb der hybriden Betriebsstrategie am Prüfstand mittels Co- Simulation

Um Systeme für ihren späteren Einsatzzweck optimal zu entwickeln, gilt es, in sämtlichen Prozessphasen die späteren Einsatzbedingungen mit der nötigen Genauigkeit darzustellen. Insbesondere für komplexe Systeme, wie beispielswiese hybride Fahrzeugantriebe, und deren Interaktion stellt dies einerseits eine Notwendigkeit, andererseits aber auch eine hohe Herausforderung dar. Getrieben wird dieser Trend zusätzlich durch die Umsetzung neuer Emissionsgesetzgebung, welche sicherstellen soll, dass Fahrzeuge im normalen Kundenbetrieb nicht mehr Schadstoffe und CO2 emittieren, als dies im Rahmen der Zertifizierung festgestellt wurde. In Summe besteht ein hoher Bedarf, reale Betriebsbedingungen innerhalb des gesamten Entwicklungsprozesses darzustellen und in unterschiedlichen Phasen reale und virtuelle Komponenten mit geringem Aufwand auszutauschen, um effizientes Arbeiten zu ermöglichen. Die in diesem Artikel vorgestellte Werkzeugkette aus dem VKM-Methodikbaukasten bietet mit der Co-Simulation eine modulare Plattform für genau diesen Zweck.Innerhalb der Werkzeugkette wird eine Betriebsstrategie für einen P2- Hybrid integriert, die auf dem Ansatz der ECMS basiert. Der Strategieansatz erlaubt dabei die Optimierung des Kraftstoffverbrauchs, der zusätzlich um die Berücksichtigung von weiteren Zielparametern erweitert wird. Zugrunde liegt klassischerweise eine Kostenfunktion, die zum einen den Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors und zum anderen den äquivalenten Verbrauch des elektrischen Systems beschreibt. Ziel ist es, in jedem Berechnungsschritt die Kostenfunktion zu minimieren und damit den Verbrennungsmotor als auch die elektrischen Komponenten möglichst effizient zu betreiben. Die Optimierung einer solchen Betriebsstrategie ist dabei ein essentieller Schritt, da in Bezug auf die Kosten des elektrischen Systems eine hohe Abhängigkeit von Randbedingungen besteht. Daher werden die Vorgehensweise und die Berücksichtigung verschiedener Faktoren eingehend beschrieben. In einem letzten Schritt der Untersuchungen sollen die erzielten Ergebnisse der Offline-Optimierung hinsichtlich Verbrauch sowie Verbrauch und Emissionen am Prüfstand validiert werden, indem auf Basis der modularen Plattform der simulierte Verbrennungsmotor durch einen realen am Prüfstand ersetzt wird.

Alexander Kuznik, Tim Steinhaus, Maximilian Stumpp, Christian Beidl

2. Schadstoffe und ihre Wirkung

Heutige Kraftstoffe sind flüssige oder gasförmige Kohlenwasserstoffe, ggf. mit einem geringen Anteil an gebundenem Sauerstoff (Alkohole), Additiven und Verunreinigungen. Eine ideale Verbrennung von Kohlenwasserstoffen oxidiert den Kohlenstoff zu Kohlendioxid und den Wasserstoff zu Wasser. In der Realität enthält das Abgas von Verbrennungsmotoren andere Schadstoffe mit unterschiedlichen gesundheitlichen Auswirkungen, die überwiegend als Zwischenprodukte bei unvollständiger Verbrennung oder durch die Oxidation natürlicher Luftbestandteile (Stickstoff) entstehen. Diese Schadstoffe sind v. a. Partikel, Kohlenmonoxid (CO), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO2), Schwefeloxide (SOx), Kohlenwasserstoffe und Aldehyde.

Kai Borgeest

3. Testverfahren

Die Begrenzung ausgestoßener Schadstoffe erfordert deren realistische und möglichst vergleichbare Messung. Zur Messung stehen Motorenprüfstände und Rollenprüfstände mit Geräten zur Messung der Abgasbestandteile zur Verfügung. Dank mobiler Abgasmesstechnik wird zunehmend auf der Straße gemessen. Zum besseren Verständnis der Abschalteinrichtungen werden die Testverfahren einschließlich der Zyklen hier diskutiert.

Kai Borgeest

6. Politik

Die Technik wird nach Regeln entwickelt, die in Form des zuvor vorgestellten Rechts von der Politik gestaltet werden. In einer funktionierenden Demokratie geschieht dies ausschließlich nach dem Willen der Bevölkerung. Es gab seit September 2015 auch in Deutschland viele Diskussionen, ob Unternehmen eigenmächtig und kriminell gegen geltendes Recht verstoßen haben oder vielleicht geltendes Recht entgegen seinem Sinn ausgelegt haben. Weist das Recht selbst Mängel auf, indem es Schlupflöcher und Interpretationsmöglichkeiten zulässt, stellt sich die ebenfalls öffentlich diskutierte Frage, ob der Gesetzgeber die Mängel fahrlässig oder vorsätzlich implementierte. Aufgabe der Politik ist ebenfalls, Mechanismen zu implementieren, die eine Einhaltung der Abgasvorschriften überwachen und Verstöße sanktionieren. Im Gegensatz zur Technik ist die Wahrheitsfindung in politischen Fragen deutlich schwieriger, dieses Buch kann deshalb nur politische Abläufe historisch dokumentieren und unterschiedliche Standpunkte darstellen. Eine Entscheidung über den richtigen Standpunkt kann es nicht leisten.

Kai Borgeest

5. Recht

Neben der Typzulassung ist das Umweltrecht, soweit es Abgase von Fahrzeugen oder Verbrennungsmotoren betrifft, der Schwerpunkt dieses Kapitels. Danach wird betrachtet, welche Rechte der Verbraucher als Besitzer eines manipulierten Fahrzeugs hat. Abschn. 5.6 erwähnt strafrechtliche Aspekte. Kurz wird das geplante Abkommen TTIP erwähnt, das den Verlauf des Abgasskandals möglicherweise verändert hätte. Da der Abgasskandal teilweise durch den europäischen und deutschen Gesetzgeber mitverursacht wurde, werden Verbesserungsmöglichkeiten aufgezeigt.

Kai Borgeest

Optimierung der Gemischbildung und Abgasnachbehandlung am Ottomotor EA888 R4 2,0l TFSI

Die Anforderungen der ottomotorischen Abgasgesetzgebung wurden mit Einführung von EU6AG/BG/DG und EU6AP um die Erfüllung der Emissionsgrenzwerte bei realer Straßenfahrt (RDE) unter kundenrelevanten Umgebungsbedingungen ergänzt. Infolgedessen sind bereits heute alle Ottomotoren der Audi AG im Markt Europa (EU27 und Anwenderstaaten) mit Ottopartikelfiltern (OPF) ausgerüstet, welche die Feinstaubemissionen deutlich verringern. Die Feinstaubemission wird in der Gesetzgebung über die Vorgabe eines Grenzwertes für die Anzahl der emittierten Partikel reguliert, abgekürzt mit PN (Particel Number) Darüber hinaus ist es sinnvoll, das Rohemissionsniveau bzgl. Feinstaub kontinuierlich weiter abzusenken. Die konsequente Weiterentwicklung beider Bausteine - innermotorische PN-Maßnahmen und effiziente Abgasnachbehandlung - führt dazu, die weltweit geltenden Gesetzgebungen zu erfüllen sowie unternehmerische Aspekte wie Nachhaltigkeit und Kundenzufriedenheit zu verbessern. Es wird aufgezeigt, welche Maßnahmen zur PN-Reduktion speziell in der Motorfamilie EA888 evo4 (R4 2.0l TFSI) mit Markteinführung 2020 zum Einsatz kommen. Der EA888 evo4 deckt als „global engine“ das Leistungsspektrum 110-245kW ab und wird weltweit in nahezu allen Marken und Plattformen im PKW-Segment des VW-Konzerns angeboten. Daraus ergibt sich eine große Anzahl von emissionsrelevanten Anforderungen wie z.B. die Einhaltung der jeweiligen Partikelgrenzwerte PN (Partikelanzahl) & PM (Partikelmasse) unter der Berücksichtigung von Umwelteinflüssen – kalten/heißen Temperaturen, Luftdruck in höherliegenden Gebieten – und der Berücksichtigung lokal verfügbarer Kraftstoffqualitäten. Bei der AUDI AG werden deshalb über die gesetzlich vorgeschriebenen Homologationstests hinaus zusätzliche Beurteilungskriterien auf Basis von Straßen- und Rollentests herangezogen. Dies führt zu einer einheitlichen Absicherung des Entwicklungsprozesses und der eingesetzten Technik innerhalb des Unternehmens. Die für PN-Emissionen relevanten innermotorischen Maßnahmen am EA888 evo4 sind die Erhöhung des Kraftstoffdrucks auf 350bar, die Weiterentwicklung der Hochdruckeinspritzventile sowie in bestimmten Leistungsklassen Anpassungen an Brennraum und Einlasskanal. Es wurden Möglichkeiten geschaffen, die Parameter der Hochdruckeinspritzung in Abhängigkeit verschiedenster Motorbetriebsbereiche zu optimieren. Einer der Schwerpunkte wurde dabei auf den noch kalten Motor unmittelbar nach dem Erststart gelegt. Die Abhängigkeiten der PN-Rohemissionswerte von wichtigen Einflussparametern wie Motortemperatur und Kraftstoff werden erläutert, zusätzlich werden weitere Einflussfaktoren wie Fahrzeugmasse, Kabinenheizung etc. beschrieben. Zusätzlich zu den innermotorischen PN-Maßnahmen wurde der EA888 evo4 mit einem in der Filtrationseffizienz (FE) deutlich verbesserten OPF ausgestattet. Es handelt sich bereits um die zweite im EA888 in Serie befindliche Entwicklungsstufe seit Einführung des Systems im Jahr 2017. Das weiterentwickelte Abgasnachbehandlungssystem beinhaltet weiterhin eine funktionale Trennung gasförmiger und fester Emissionen für eine gezielte Optimierung der Komponenten 3-Wege-Katalysator und OPF. Gegenüber der ersten OPF-Generation konnten FE-Steigerungen im deutlich zweistelligen Bereich (Prozentpunkte) erzielt werden. Diese Wirkungsgradsteigerung geht mit einer hinsichtlich des Druckverlusts optimierten Auslegung des OPF einher, so dass die Leistungs- und Drehmomentwerte des Aggregats zur Sicherstellung der Wettbewerbsfähigkeit beibehalten werden können.

Christian Brenneisen, Sven Riemann, Robert Kersten

6. Antriebe

In den über 100 Jahren des Gebrauchs von Kraftfahrzeugen hat sich der Hubkolben-Verbrennungsmotor mit einem Drehzahl-/Drehmomentwandler und einer Anfahr-/Schaltkupplung als bevorzugtes Antriebskonzept durchgesetzt und behauptet. Im Spannungsfeld zwischen immer strikteren Emissionsgrenzwerten und steigenden Anforderungen bezüglich des Treibhausgasausstoßes findet aktuell allerdings wieder eine Diversifizierung des Antriebsstranges statt. Moderne Hubkolbenmotor-Technik für Otto- und Dieselmotoren prägen neben der Elektromobilität, den Hybridfahrzeugen und den Brennstoffzellenvarianten die absehbare Zukunft. Verbrennungsmotoren bilden für viele Fahrzeugmodelle noch längerfristig die Basis der Antriebsenergie, beinhalten sie doch noch immer, auch mittels alternativer Kraftstoffe, deutliche Entwicklungspotenziale. Abgasnachbehandlung, Aufladung und Optimierung der Nebenaggregate sind weitere wichtige Themen. Die Getriebevarianten werden immer zahlreicher, wie die Beispiele Doppelkupplungsgetriebe oder Allradantriebskonzepte zeigen. Für den Übergang in die fernere Zukunft zeichnet sich ein Wettkampf zwischen Elektroantrieben mit Energiespeichern und der Brennstoffzellentechnologie ab.

Dr.-Ing. Henning Baumgarten, Dr.-Ing. Marius Böhmer, Dipl.-Ing. Michael Hinz, Dr.-Ing. Martin Nijs, Prof. Dr.-Ing. Stefan Pischinger, Dipl.-Ing. Mike Souren, Dr. Matthias Thewes, Bernd Lindemann, Thomas Flecke, Axel König, Dr. Joschka Schaub, Dr. Markus Schönen, Dr.-Ing. Dominik Lückmann, Dr. Dennis Bönnen, Dipl.-Ing. Emmanuel Jean, Markus Huber, Dr. Klaas Kunze, Prof. Jakob Andert, Dr. Andreas Krings, René Scheer, Konstantin Etzold, Marc Klawitter, Dr. Michael Stapelbroek, Dr. rer.-nat. Jörg Kaiser, M.Sc. Mehdi Hosseininasab, M. Sc. Alexander Sauer, Prof. Rick W. De Doncker, Jochen Henn, Dipl.-Ing. (FH) Peter Antony, Christoph Schildhauer, Dr. Andreas Haag, Dr. Christian H. Mohrdieck, Dr.-Ing. (FH) Uwe Sontheimer, Dr.-Ing. Gerhard Gumpoltsberger, Dr. Jürgen Greiner, Dr. sc. techn. Alexander Bartha, Peter Frey, Dr.-Ing. Robert Plank, Berthold Krautkrämer, Reinhart Malik, Dr. Peter Solfrank, Ing. Hermann Pecnik, Dipl.-Ing. Heribert Lanzer, Georg Eichner, Gerhard Kurz, Dr.-Ing. Bastian Lehrheuer, Benedikt Heuser, Prof. Dr. Helmut Eichlseder

2. Anforderungen, Zielkonflikte, Grundlagen

Um Sicherheit und Umweltverträglichkeit von Straßen- bzw. Kraftfahrzeugen zu gewährleisten, werden an die Gestaltung der Fahrzeuge technische Anforderungen gestellt. Es gibt Anforderungen durch den Gesetzgeber, die erfüllt werden müssen, um ein Fahrzeug in den Verkehr bringen zu dürfen. Darüber hinaus bestehen herstellerinterne Anforderungen an das Produkt, die über das vom Gesetzgeber geforderte Maß hinausgehen, um den Kundenwünschen und der Firmenphilosophie zu genügen. Und als dritter Punkt stellen auch Verbraucherschutzorganisationen Kriterien auf, anhand derer sie die Eigenschaften der auf dem Markt befindlichen Fahrzeuge bewerten und die Fahrzeuge eingruppieren, was dann der Kundeninformation dient. Auch diese Anforderungen gehen über die des Gesetzgebers hinaus.

Andre Seeck, Dr. Jost Christian Gail, Dipl.-Ing. Bernd Lorenz, Dipl.-Ing. Marek Zöller, Prof. Dr.-Ing. Ulrich Seiffert, Egbert Fritzsche, Dr.-Ing. Heinz Mankau, Dr.-Ing. Carsten Repmann, Dr. Andreas Eilemann, Dipl.-Ing. Matthias Jung, Dr. Eberhardt Pantow, Dr. Achim Wiebelt, Josef Honeder

Digitalisierung + Klimaschutz + Inklusion = (k)ein Widerspruch?

Der Megatrend zur Digitalisierung ist unbestritten, unaufhaltbar und greift in jeden Arbeits- und Lebensbereich. Ein Leben ohne Internet, PC/Notebook, Handy oder sozialen Medien ist heute kaum mehr vorstellbar. Digitalisierung steigert die Chancen für Innovationen, integriert aber auch die Verantwortung für ihre Folgen. Ein umfassendes und sensibles Nachdenken über die Wechsel- und Folgewirkungen durch die globale Ausbreitung neuer Technologien auf Gesellschaft, Wirtschaft und Umwelt ist unerlässlich. Dass im Sinn einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft durch die Wiederaufbereitung gebrauchter Hardware – IT-Refurbishing bzw. Recycling – nicht nur eine nachweisliche Wirkung auf die Ökobilanz erzielt werden kann, sondern auch wertvolle Arbeitsplätze – insbesondere für sozial beeinträchtigte Gruppen (behinderte Menschen und Langzeitarbeitslose) – geschaffen werden können, zeigt Europas größtes gemeinnütziges IT-Unternehmen – die AfB gGmbH. Das Unternehmen baut mit seinem einzigartigen Businessmodell Social & Green IT die Brücke zwischen Digitalisierung, Klimaschutz und Inklusion.

Kurt Essler, Monika Schmied

4. Chemische Grundlagen der organischen Hydrochemie und des Verhaltens organischer Stoffe im Untergrund

In diesem Abschnitt werden kurz die chemischen Grundlagen der organischen Hydrochemie sowie das Verhalten organischer Stoffe in Grundwasserleitern dargestellt.

Frank Wisotzky, Nils Cremer, Stephan Lenk

2. Chemische Grundlagen der anorganischen Wasserchemie

In diesem Abschnitt werden die chemischen Grundlagen der anorganischen Hydrochemie in Grundwasserleitern und bei der Wasseraufbereitung dargestellt.

Frank Wisotzky, Nils Cremer, Stephan Lenk

7. Ethik in der Post-Corona-Ökonomie

Kern des abschließenden Kapitels bildet die Frage, wie man sich eine Ethik der Post-Corona-Ökonomie vorzustellen hat. Zusammenfassend können wir feststellen, dass die Pandemie die bestehenden ethischen Herausforderungen der Ökonomie verstärkt hat in puncto Ungleichheit in Einkommen und Vermögen, Umweltschutz, Vertrauen und Wertschätzung in die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und die Umsetzung der Digitalisierung. Die Globalisierung vor allem der Lieferketten wird sich durch die jüngsten Auswirkungen der Pandemie tendenziell eher abschwächen. Das Gleichgewicht zwischen Markt und Staat hat sich in Richtung Staat verschoben und die Frage stellt sich, ob dies auch nach Corona so bleiben wird. Die Staatsverschuldung mit ihren Lasten auf die nächste Generation ist durch die milliardenschweren Hilfspakete von Bund, Ländern und Gemeinden stark angestiegen. Aber es gibt auch Anlass zu Hoffnung aus ethischer Sicht: Die Solidarität der Gesellschaft mit den wirtschaftlich Schwachen der Gesellschaft hat zugenommen. Wir haben in dieser sicher nicht leichten Zeit festgestellt, dass wir alle im selben Boot sitzen. Das Virus macht vor niemandem Halt und kennt keine Unterschiede nach Alter, Vermögen, Geschlecht etc. Die Hoffnung besteht, dass diese solidarischen Aktionen in unserem Leben bzw. in der Wirtschaft auch nach der Pandemie Bestand haben. Dann können wir hoffnungsfroh in die Zukunft schauen und die Ökonomie endet nicht im Nichts.

Detlef Pietsch

4. Aktuelle Herausforderungen der Wirtschaftsethik

Dieses Kapitel, das erste des zweiten Hauptteils, vertieft die aktuellen Herausforderungen der Wirtschaftsethik. Viele Themen wurden in der kurzen Einleitung bereits angeschnitten: Es wird um die zunehmende ökonomische Ungleichheit in der Gesellschaft gehen, den Gewinnern und Verlierern der Globalisierung aber auch um die Vereinbarkeit von Ökologie und Ökonomie. In Zeiten des irreversiblen Klimawandels, der drohenden Klimakatastrophe, wird zu diskutieren sein, wie es uns gelingen kann, die Wirtschaft voranzubringen und gleichzeitig die Umwelt zu schonen, um sie unbeschadet an unsere Kinder und Enkel weitergeben zu können. Das kapitalistische Wirtschaftssystem in seinen unterschiedlichen Ausprägungen und Nuancierungen zwischen liberal und sozial wird dabei genauso unter ethischen Gesichtspunkten diskutiert werden wie das dazu passende Menschenbild in der Ökonomie. In der ökonomischen Theorie herrscht immer noch das unrealistische Menschenbild des rationalen Homo oeconomicus vor, dem es gilt, eine realistischere Alternative gegenüberzustellen. Den Abschluss dieses Kapitels bildet ein Kapitel zur Ethik in Zeiten der Digitalisierung, der Künstlichen Intelligenz und zu Zeiten weltweit drohender Pandemien wie etwa Corona.

Detlef Pietsch

2. Die Gewebe der Gefäßpflanzen

Ein Verband gleichartiger Zellen wird als Gewebe bezeichnet. Die Gleichartigkeit bezieht sich in erster Linie auf das Aussehen der Zellen, aber auch auf ihre physiologischen Leistungen. Gewebe sind also primär morphologische Einheiten, die zusammenwirken, um bestimmte Funktionen zu erfüllen. Die so gebildeten funktionellen Einheiten werden als Organe bezeichnet; diese sind demnach nicht nur aus mehreren Zellen, sondern häufig auch aus mehreren Geweben aufgebaut. Während sich die Cytologie mit der Struktur von Lebensformen auf der Ebene der Zellen befasst, wird das Studium der Gewebe als Histologie (griech. histós, Gewebe) bezeichnet. Da beide Ebenen der Organisation jedoch eng miteinander verbunden sind, verliert die früher streng gehandhabte Abgrenzung von Cytologie und Histologie immer mehr an Bedeutung.

Peter Nick

20. Das Internet der Dinge und neue digitale Geschäftsmodelle in der Lebensmittelindustrie

Ausgehend von der Beobachtung, dass sich der Online-Handel über viele Jahre sehr schwer tat, Fuß zu fassen, aber in letzter Zeit zunehmend einen Markt und Akzeptanz bei Finanzinvestoren gefunden hat, stellt dieses Kapitel die Frage, inwieweit die Entwicklungen des Technologieparadigmas „Internet der Dinge“ Beiträge leisten kann, die Schwächen und Probleme der Lebensmittelindustrie zu bewältigen. Dazu fasst es die wissenschaftlichen Arbeiten, die sich mit derartigen Problemen befasst haben, zusammen und beschreibt anschließend die Attribute und Kennzeichen der Entwicklungen des Technologieparadigmas „Internet der Dinge“ sowie des damit verwandten „Industrie 4.0“-Ansatzes. Drei Fallstudien zu Smart Farming, dem System F-Trace der deutschen Firma G1 One Germany und der Firma Yummla aus dem US-amerikanischen Silicon Valley illustrieren die Möglichkeiten und wirtschaftlichen Chancen des Internets der Dinge und einer besseren Vernetzung aller Datenbestände und Prozesse über alle Akteure in der Wertschöpfungskette der Lebensmittelindustrie „from Plough to Plate“, d. h. vom Pflug bis zum Teller. Abschließend fasst es zusammen und gibt Ausblicke darauf, wie eine digitale Revolution in der Lebensmittelbranche naht, die die Märkte erheblich verändern wird.

Gunnar Brink, Fernando Chaves

Kapitel 7. Durchsickereffekt – Versickerung des Virus

Wenn Gruppen von Lebewesen – Menschengruppen sind einige von ihnen – zusammenkommen, werden Partikel gemäß dem Partikelemissionskonzept ausgetauscht.

Marcus Hellwig

Kapitel 1. Einführung

Eine vollständige und weltweite Abwendung von fossilen Brennstoffen und eine gleichzeitige Zuwendung zu erneuerbaren Energien sind Ziele der Politik und Industrie. Dabei haben wachsende Metropolen immer mehr den Anspruch, nicht nur ökologisch nachhaltig zu agieren sondern auch attraktiver zu sein und die Lebensqualität für die Bevölkerung zu erhöhen. In diesem Kontext nimmt die Digitalisierung von Städten, welche terminologisch mit dem Begriff Smart City umschrieben wird, stetig zu. Eine Synergie entsteht, wenn der Smart City Gedanke mit der Vollvernetzung von Fahrzeugen erweitert wird. Das Fahrzeug als Mittel zum Zweck und rollender Sensor erzeugt dabei Datenmengen, welche unter anderem für das Anbieten von neuen Serviceleistungen genutzt werden können.

Enes Esatbeyoǧlu

Open Access

Kapitel 2. Grundlagen des Metallrecyclings

Das Recycling von Metallen wird zwar schon jahrhundertelang praktiziert, es ist allerdings heute so umfassend und komplex wie nie zuvor. Das bedarf einiger grundlegenden Begriffsdefinitionen und Verfahrensbeschreibungen, die Abschnitt 2.1 entnommen werden können. Wo genau die Schwierigkeiten beim Metallrecycling liegen – insbesondere vor dem Hintergrund der in der Einleitung beschriebenen Entwicklungen der sekundären Quellen – ist in Abschnitt 2.2 erläutert.

Philipp Schäfer

Kapitel 2. Ökologisch-organismische Grundlagen

In ökologischen Prozessen geht es immer um die Balance zwischen den sechs ökologischen Grundelementen: Stoff (d. i. Materie als Voraussetzung), Energie (für die Aufrechterhaltung der lebensnotwendigen Prozesse), Raum (als Aufenthaltsort für Lebewesen), Information (genetische Programme in den Lebewesen und akkumuliertes Wissen („tradigenetisch“)), Zeit (als immanente Prozessgröße) und Biota (die Lebewesen im konkreten Raum). Ökologische Faktoren, d. i. das Wechselspiel zwischen Umweltfaktoren und der organismischen Anpassung, waren, neben genetischer Drift, die Ursachen der evolutiven Differenzierung auch für die Menschwerdung – jedenfalls solange, wie sich dieser Prozess im Zustand der selbstlaufenden Biologie abspielte. Wie alle Lebewesen variieren Menschen in ihren körperlichen Eigenschaften, je nach Geburtsort und Abstammungsgemeinschaft.

Bernd Herrmann, Bernhard Glaeser, Thomas Potthast

57. Spanlose Fertigung

Unter Urformen versteht man das Fertigen eines festen Körpers aus formlosem Stoff. Formlose Stoffe sind Gase, Flüssigkeiten, Pulver, Granulate und Späne.– Einzelne UrformverfahrenGießen: Stoff in flüssigem oder breiigem Zustand wird in eine geometrische Form gebracht. Sintern: Formloser Stoff in festem Zustand (Pulver) wird gemischt und durch Pressen und nachfolgende Wärmebehandlung in eine geometrische Form gebracht.

Wolfgang Böge, Prof. Dr.-Ing. Marcus Kampf

56. Verbrennungsmotoren

Verbrennungsmotoren sind Energieumwandlungsmaschinen. Sie wandeln die chemische Energie, die in Kraft- oder Brennstoffen enthalten ist, in mechanische Energie um. Aus thermodynamischen Gründen kann die im Kraftstoff enthaltene Energie (Heizwert) nicht vollständig in mechanische Energie umgewandelt werden. Deswegen haben Verbrennungsmotoren genauso wie beispielsweise Kraftwerke immer einen Wirkungsgrad, der deutlich kleiner als 100% ist. Das bedeutet, dass ein Teil der im Kraftstoff enthaltenen Energie in Form von Abwärme und Abgasenergie an die Umgebung abgegeben werden muss.

Prof. Dr.-Ing. Klaus Schreiner

15. Eisenwerkstoffe

Stahl ist schmiedbares Eisen, das deswegen unlegiert einen C-Gehalt von 1,7% nicht übersteigen darf und geringste Gehalte an P, S, O, und N besitzen muss. Für die Erzeugung haben sich zwei Erzeugungslinien durchgesetzt.Das Endprodukt ist ein Rohstahl. Er enthält Nichtmetalle, die bei der Erzeugung durch Erze, Koks und Zuschlagstoffe in Roheisen und Stahl gelangen, unterschiedliche Wirkung auf die Eigenschaften haben und im Gehalt begrenzt werden müssen. Stahlnormen enthalten Grenzwerte dieser Stoffe.

Wolfgang Weißbach

8. Chemie

Chemie ist die Lehre von den Stoffen und Stoffänderungen. Durch chemische Reaktionen (Synthese) entstehen aus Ausgangsstoffen (Edukte) andere Stoffe (Produkte) mit neuen Eigenschaften.Chemische Elemente (Grundstoffe) bestehen aus gleichartigen Atomen und sind durch chemische Reaktionen nicht weiter zerlegbar; z. B. Wasserstoff, Sauerstoff, Eisen.Das Kapitel beleuchtet den Aufbau der Materie auf Basis des Periodensystems, die Verknüpfung von Werkstoffeigenschaften und chemischer Bindung; Typen chemischer Reaktionen; Wesen, Eigenschaften und Berechnung von Säuren, Basen und Fällungsreaktionen; die elektrochemischen Grundlagen zum Verständnis von Batterien und Elektrolyseuren, abschließend ein Einblick in die Vielfalt und Nomenklatur organisch-chemischer Verbindungen.

Prof. Dr. Peter Kurzweil

Kapitel 2. Selbstbezüglichkeit und das Henne-Ei-Problem

Ursache und Wirkung, zyklische Prozesse und seltsame Schleifen

Nach dem folkloristischen Vorspann wollen wir nun ein wenig nachdenken. Schließlich hat uns die Evolution ein Gehirn geschenkt. Aber das ist schon das erste Missverständnis: Es ist uns nicht präsentiert worden, sondern in Wechselwirkung mit der Umwelt entstanden. Ein Feedback-Prozess, wie wir in späteren Kapiteln noch sehen werden. Hier gehen wir auf die Voraussetzungen für Rückkopplungsprozesse ein: Selbstbezüglichkeiten und Kausalität, den Zusammenhang zwischen Ursache und Wirkung. Und wir betrachten zyklische Prozesse: Sätze, die genau so wahr sind wie ihre Umkehrung.

Jürgen Beetz

9. Klimapolitik – Was bisher geschah

Politische Handlungsfelder – Evolution der globalen Klimapolitik: Die imperative des Klimaschutzes wirken sich fundamentaler auf das Automobil aus als alle vorangegangenen Politiken. Die Automobilindustrie gehört nicht nur zu den wichtigsten CO2-Emittenten, sondern befindet sich auch in einer ganz spezifischen politischen Konstellation im Vergleich zu anderen Wirtschaftssektoren. Automobil-Klimapolitik war von Anfang an industriepolitisch überlagert und daher konfliktbehafteter als die Themen Sicherheit und Schadstoffe. Während in der EU über mehrere Regulierungsrunden hinweg nationale Interessen (vor allem Deutschlands und Frankreichs) konkurrierten, war in der US-Debatte das Selbstverständnis und der umweltpolitischen Gestaltungsanspruch des Bundesstaates Kalifornien die treibende Kraft. Hier wurde auch der die heutige Diskussion bestimmende Schwenk von einer technologieneutralen Regulierungslogik zur Erzwingung neuer Antriebsformen vollzogen. Die Übernahme dieses Ansatzes durch China hat Klimaschutz zum integralen Bestandteil der industriepolitischen Agenda gemacht. Elektrifizierung ist ein Kernelement der Strategie für eine weltweite Expansion der chinesischen Automobilindustrie.

Thomas Becker

8. Produktpolitische Evolution

Politische Handlungsfelder – Produktpolitik im Überblick: Die politische Umgestaltung des Produkts Automobil vollzieht sich in zwei Dimensionen. Angebots- und nachfragezeitige Interventionen können in unterschiedlichen Ausprägungen miteinander kombiniert werden. In beiden gibt es die Alternative von restriktiven und motivationsorientierten Maßnahmen. Die produktpolitische „Evolution“ begann im Handlungsfeld Sicherheit, entwickelte einen zweiten Schwerpunkt bei der Bekämpfung von Luftschadstoffen und wird aktuell von der Klimapolitik dominiert. Zugleich wechselten weltweit die Treiberrollen: Fahrzeugsicherheit und Schadstoffbegrenzung wurden in den USA zuerst vorangetrieben. Die EU führte bei der Entwicklung von Flottenregulierungen zur Senkung des CO2-Ausstoßes. Den Anschub zur Elektrifizierung als Lösungspfad für Schadstoffe und Klima zugleich gaben dagegen Kalifornien und China.

Thomas Becker

11. Luftqualität

Politische Handlungsfelder – Luftqualität: Der VW-Abgasskandal hat in Europa jahrelang die Debatte um die Weiterentwicklung der Schadstoffanforderungen an die Verbrennungsmaschine bestimmt und zugleich die Elektrifizierungsagenda deutlich beschleunigt. Anders als in den USA und China hat die fehlende Synchronisierung zwischen fahrzeugseitigen Emissionsanforderungen auf der einen, Vorgaben für die in Städten zu erreichenden Immissionsniveaus auf der anderen Seite zu einer Zuspitzung der Debatte bis hin zur Androhung weitgehender Fahrverbote beigetragen. Die relative Entspannung im Corona-Jahr 2020 ist der auch durch zusätzliche Anreize beschleunigten Durchdringung des Fahrzeugbestands mit neueren und zunehmend elektrischen Fahrzeugen zu verdanken. Gerade in Deutschland stellen die vergangenen fünf Jahre allerdings eine erhebliche politische Hypothek nicht nur für die Industrie, sondern auch für die politischen Entscheider dar. Und sie zeigen die Grenzen der etablierten Gesetzgebungsverfahrens beim Management eines komplexen urbanen Verkehrssystems auf.

Thomas Becker

17. Politisch-Instrumentelle Innovation oder Stagnation

Schlussfolgerungen – politisches Mehrebenenmodell und neue Instrumente: Die letzten beiden „T Kreuzungen“ der europäischen Politik betreffen ihren „Modus Operandi“. Es ist an der vierten Kreuzung zu entscheiden, ob die Umgestaltung des Mobilitätsystems im offenen Wettbewerb unabgestimmter lokaler, regionaler und nationaler Politiken erfolgt, und so den in Jahrzehnten realisierten Binnenmarkt für Automobile und deren Nutzung nachhaltig infrage stellt. Oder ob ein europäischer Rahmen Spielregeln setzt, die mit hinreichender Flexibilität durch die Mitgliedsstaaten und die Kommunen ausgefüllt werden. Schließlich geht es an der fünften Weggabelung darum, ob die bisherige Dominanz von analogen Ge- und Verboten mit wenigen Inseln starrer Maut-Systeme um ein differenziertes, digitales Ordnungs- und Bepreisungssystem ergänzt wird. Dieses könnte in flexibler, lokal anpassungsfähiger und für die Bürger nachvollziehbar Form die Nutzung knapper öffentlicher Güter effizienter als heute steuern. Hinzu kommt die Frage, ob der politische Prozess um zusätzliche Dialogformate zwischen entscheidenden Stakeholdern auf der einen Seite, neue Möglichkeiten für unmittelbare digitale Bürgerpartizipation andererseits, ergänzt wird. Dabei ist auch zu entscheiden, ob die heute bestehenden Bremsfaktoren für die Nutzbarkeit von Mobilitätsdaten erweitert werden oder nicht.

Thomas Becker

15. Neue Zusammenhänge – die ersten drei T-Kreuzungen

Schlussfolgerungen – Ende der Silos: Die zuvor dargestellten Handlungsfelder überlappen sich zunehmend. Industriepolitische Entscheidungen Chinas und der USA beeinflussen das Mobilitätssystem in Europa. Vernetzung wird erfolgsentscheidend für die Umstellung von Antriebssystemen. Die industrielle Wertschöpfungskette verändert sich mit einer neuen Rollenverteilung der Hauptmärkte. Handels- und Standortpolitik wird mit der Machtverteilung im Mobilitätssystem und dessen Schlüsseltechnologien gemacht. Europa steht vor der Herausforderung, diese Themen in ihrer Interaktion zu analysieren und die richtigen Entscheidungen zu treffen - an drei „T-Kreuzungen“: Erstens ist zu entscheiden ob technische Angebotsregulierung der einzige EU-weite Pfad für die Umstellung der Antriebssysteme bleibt. Oder ob dieser die letzten zwei Jahrzehnte dominierende Weg durch eine breitere Strategie ersetzt wird, welche die Nachfrageseite integriert und dabei die staatlichen Ebenen der EU verklammert. Zweitens geht es um die Definition der Spielregeln und damit die Machtverteilung im künftigen Mobilitätssystem und die Wahl zwischen dem bloßen Reagieren auf neue Technologien und Geschäftsmodelle oder einer gestaltenden, eigenen politischen Strategie. Drittens muss Europa wählen zwischen der Akzeptanz einer dominierenden Rolle der USA und Chinas (und dem Versuch, mit diesen gemeinsame Regeln zu vereinbaren) und der Durchsetzung des Anspruchs auf eigene Gestaltungsfähigkeit - auch unter Inkaufnahme von Konflikten.

Thomas Becker

16. Der Mindset entscheidet – wo es „hakt“

Schlussfolgerungen – Hindernisse: In mehreren Handlungsfeldern haben die politisch-historischen Prozesse der letzten Jahrzehnte erhebliche Hypotheken hinterlassen, die neuen wirksameren Lösungen im Wege stehen. Die Grenzen der Legitimierbarkeit analoger, restriktiver Interventionen, die ideologische Beschränkung des Lösungsraums, die Zuspitzung und Verengung auf einzelne Instrumente, aber auch die gemessen an der technologischen Entwicklung zu niedrige Geschwindigkeit des politischen „Designprozesses“ erfordern die Überprüfung des eigenen Handelns von allen am politischen Prozess Beteiligten. Und sie verlangen die Öffnung der Debatte für Innovationen im politisch-institutionellen Bereich, aber auch bei der Weiterentwicklung des administrativ-regulatorischen Werkzeugkastens.

Thomas Becker

KI in der Kosmetikbranche

Analoge Schönheit durch digitale, KI-basierte Beauty-Tools

Künstliche Intelligenz (KI) ist auf dem Vormarsch, im Marketing kann KI als nützliches Tool zur Perfektionierung der Kundenansprache, -gewinnung und -bindung genutzt werden. Während zahlreiche Branchen und Unternehmen mit künstlicher Intelligenz noch und weiterhin „fremdeln“, hat die Kosmetikbranche den Mehrwert und die Zweckmäßigkeit von KI längst erkannt und setzt KI konsequent ein. Dieser Artikel stellt Best-Practice-Beispiele aus dem Beauty-Bereich und der Kosmetikindustrie vor, die KI-basierte Produkte und Dienstleistungen erfolgreich konzipieren, strategisch umsetzen und als Mehrwert für den Kunden und den eigenen Unternehmenserfolg definieren.

Meike Terstiege

6. Natürliche Bauanleitung

Die Bauanleitung für die verhaltensorientierte Maschine kommt aus der Natur. Während wir hadern, dass die Kette nur so stark ist, wie ihr schwächstes Glied, zeigt uns die Natur, wie aus vielen dünnen Strängen ein starkes Tau entsteht. Die Inspiration für die verhaltensorientierten Ansätze kommt von vielen engagierten Personen, die wir auf dem Weg getroffen haben. Das Ergebnis haben wir in „Verhaltensorientiertes Innovationsmanagement – Spielerische Anleitung für Teams und Unternehmensführung“ zusammengefasst.Dieses Buch ist Management für all diejenigen, die die Welt nachhaltig verändern wollen. Es sind diejenigen, die erlauben, anders zu denken, und selbst zwei Schritte vorausdenken, die Vielfalt schätzen und Resilienz aufbauen, die sich nicht scheuen, ihr Profil zu zeigen, und begreifen, dass sie nicht ewig da sind.Das Buch betont die taktische Ebene des Managements, für die gerade Deutschland bekannt ist. International gesehen wird sie gerne vernachlässigt, da sie mühselig wirkt und im Raubbaudenken eines ausbeutenden Wirtschaftssystems überflüssig erscheint. In ihr jedoch wurzeln die Ressourcen des Unternehmens und entstehen die kundenrelevanten Werte. In ihr fußt die Motivation der Mitarbeiter und die Akzeptanz des Unternehmens in der Gesellschaft. Dieses Buch ist eine Antwort auf die Frage, wie ein Unternehmen die nächste Wachstumskurve erreichen kann. Darüber hinaus birgt sie die Hoffnung, die wirklichen Probleme des 21. Jahrhunderts angehen zu können. Eine Sackgasse ist keine Einbahnstraße, aber es bedarf einer besonderen Disruption, damit wir anfangen, gegen den Strom und aus der Sackgasse heraus zu fahren.

Jan Frensch, Burkard Wördenweber

Kapitel 5. Bewertungsverfahren zur Monetarisierung und Allokation verkehrsbedingter externer Effekte

Der städtische Verkehr verursacht neben den direkten finanziellen Wirkungen, die in den Rechnungsunterlagen kommunaler Verwaltungen, Eigenbetriebe und Verkehrsunternehmen erfasst sind, auch eine Reihe von externen ökonomischen Wirkungen, die außerhalb der definierten institutionellen Abgrenzung des sogenannten „Stadtkonzerns“ auftreten. Die Frage der externen Wirkungen des Verkehrs ist im Besonderen in Zusammenhang mit Wettbewerbsverzerrungen, der Preisgestaltung des Verkehrs, dem ökonomischen Vergleich von Verkehrsträgern und Verkehrsmitteln und damit der Schaffung einer Kostentransparenz im Verkehrssektor von besonderer Relevanz. Ein ökonomischer Vergleich wäre daher ohne die Einbeziehung der externen Effekte des städtischen Verkehrs unvollständig.

Carsten Sommer, Assadollah Saighani, Daniel Leonhäuser

Kapitel 6. Ergebnisse der Monetarisierung der externen Effekte

Analog zum Allokationsverfahren für einen betriebswirtschaftlichen Vergleich wird das Bewertungsverfahren zur Monetarisierung und Allokation verkehrsbedingter externer Effekte für die drei Beispielstädte eingesetzt. In diesem Kapitel werden die zentralen Ergebnisse der Monetarisierung der externen Wirkungen und deren Aufteilung auf die verschiedenen Verkehrsmittel bzw. Verkehrsarten dargestellt und diskutiert. Wie bereits in Abschn. 5.1.5 beschrieben, basieren die ausgewiesenen Ergebnisse auf der Kostenrechnungsart einer Gesamtkostenbetrachtung (Vollkostenrechnung), um so eine einheitliche Konsistenz für einen ökonomischen Vergleich der verschiedenen Verkehrsarten zu gewährleisten.

Carsten Sommer, Assadollah Saighani, Daniel Leonhäuser

Einführung: Verbrauchertheorie heute ist ohne eigensinnige und unorthodoxe Vordenker undenkbar

In den Beiträgen zu diesem Band werden Autoren in Erinnerung gebracht, die eigensinnige und unorthodoxe Wissenschaftler in ihrem Bereich waren, also nicht in Übereinstimmung mit den Grundsätzen ihrer Fachgemeinschaft gearbeitet haben. Thorstein Bunde Veblen mit seinem berühmten Buch The Theory of the Leisure Class ist ein Beispiel für die herausragende Bedeutung wissenschaftlicher Abweichler in der Entwicklung der Verbrauchertheorie. Die hier ausgewählten Autoren haben durch ihre Abgrenzung des Gegenstandsbereichs und Zugangsweise zum Erkenntnisobjekt, durch Ablehnung von Axiomen bzw. Teilen des Aussagensystems sowie von Begründungen und Methoden der Erkenntnisgewinnung alternative, insbesondere Disziplinen überschreitende Ansätze gewählt und damit Beiträge zu einer Kritischen Verbrauchertheorie, wie sie mit dieser Schriftenreihe angeregt wird, geleistet. Teilweise haben die Ansätze Aufmerksamkeit, Anerkennung und sogar Eingang in die Verbrauchertheorie gefunden, sodass deren Fruchtbarkeit nicht mehr nachgewiesen werden muss, aber eben dadurch auch die Bedeutung unorthodoxer Vordenker belegt. Teilweise sind die Beiträge aber unbeachtet geblieben. Sie könnten sich noch als fruchtbar erweisen, wenn sie bekannt gemacht oder in Erinnerung gebracht werden. Mit diesem Band soll ein weiterer Anstoß für die Befassung mit der Theoriegeschichte des Fachs und des angrenzenden Fächerspektrums als eine Grundlage für die Entwicklung einer nicht zu eng angelegten Verbrauchertheorie gegeben werden, die richtungsweisend für eine entsprechende Verbraucherforschung, -politik und -bildung sein könnte.

Michael-Burkhard Piorkowsky

Kenneth Ewart Boulding: Ökonomik und Ökologie

Kenneth Ewart Boulding hat – beginnend in den frühen 1930er-Jahren – Ökonomie und Konsum gegen die herrschende Lehre in Teilen nahezu völlig neu gedacht. Seine kritischen Analysen und Beiträge zur Ökonomik sind noch heute aktuell und richtungsweisend für die Reflexion und weitere Entwicklung der Konsumtheorie, aber in der Fachgemeinschaft wird dies kaum wahrgenommen. Deshalb werden in diesem Beitrag ausgewählte Elemente der Bouldingnomics aus einer überschaubaren Zahl von Publikationen zu Wirtschaft, Konsum und Natur-Umwelt zusammengestellt und kommentiert. Dargelegt werden Bouldings Verständnis vom Wirtschaftsprozess: Konsum und Produktion, von Akteuren: Konsumenten und Firmen, von der Wirtschaft: Markt-Ökonomie und Nicht-Markt-Ökonomie, von der Basisorganisation: Privathaushalt sowie von alternativen Stilen des Wirtschaftens: Cowboy-Ökonomie versus Raumschiff-Ökonomie. Abschließend wird ein Resümee präsentiert, das die wichtigsten Erkenntnisse zusammenfasst und für ein Umdenken in der herkömmlichen Konsum- und Verbrauchertheorie werben soll.

Michael-Burkhard Piorkowsky

28. Reaktoren für spezielle technisch-chemische Prozesse: Biochemische Reaktoren

Der Einsatz von Mikroorganismen, isolierten Enzymen oder ganzen Zellen in biotechnologischen Prozessen stellt spezielle Anforderungen an die Reaktionstechnik. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Wahl der richtigen Rühr- und Begasungstechnik. Außerdem ist häufig ein steriles Arbeiten unabdingbar. In diesem Kapitel werden diese Aspekte genauer beleuchtet. Darüber hinaus erfolgt ein Exkurs zu den Photo- und Mikrobioreaktoren als speziellere Vertreter dieser Gruppe. Abschließend wird die Bedeutung der biochemischen Reaktoren für die Industrie u. a. anhand des Frings-Acetators gezeigt.

Ann Jastram, Fanny Langschwager, Udo Kragl

Kapitel 4. Versuchsergebnisse

Mithilfe der in 3.2 vorgestellten Komponentenprüfstände können die Einspritzparameter für Wasser und Kraftstoff verglichen werden. Wie in 2.1 beschrieben, sind die Spraygeschwindigkeit, die Ohnesorge-Zahl, der Spraywinkel, die Eindringtiefe und die Tropfengröße die Parameter, die für den Strahlaufbruch und letztlich die Gemischbildung von besonderer Bedeutung sind. Die Besonderheiten von Emulsionen bezüglich des Strahlaufbruchs werden beispielsweise von Steinhilber [114, S. 14 ff.; 88; 117] beschrieben.

Maike Sophie Gern

Kapitel 2. Grundlagen der Wassereinspritzung in Ottomotoren

Das Ziel jedes Gemischbildungsverfahrens ist, mittels einer schnellen Verdampfung und möglichst gleichmäßigen Durchmischung des Kraftstoffes mit der Luft eine für das jeweilige Brennverfahren optimale Verteilung zu erzeugen [13, S. 61]. Für die Wassereinspritzung gilt dasselbe, sodass die Erkenntnisse der Kraftstoffeinspritzung zunächst als Annahmen für die Einspritzung von Wasser übernommen werden können. So werden zum Beispiel die verschiedenen Herangehensweisen bei der Saugrohreinspritzung oder der Direkteinspritzung von Kraftstoff, sowohl mit dem Ziel eines homogenen Gemisches als auch der Schichtladung, analysiert und methodisch auf die Einspritzung von Wasser angewendet.

Maike Sophie Gern

Kapitel 3. Gegenwartsdiagnosen zu Kindheit und ihrem Wandel

Nachdem in Kapitel 2 grundsätzliche konzeptionelle Fragen rund um Kindheit geklärt wurden, soll im Folgenden ein genauerer Blick auf aktuelle Entwicklungen und Trends geworfen werden, die das Aufwachsen von Kindern prägen. Dabei wird auch versucht, den Anspruch auf Differenziertheit einzulösen, den Kapitel 2 aufwirft. Der Erkenntnis entsprechend, dass Kindheit und Kindsein kultureller Variabilität unterliegen, beziehen sich die nachfolgenden Gegenwartsdiagnosen in erster Linie auf Lebensbedingungen von Kindern im europäischen Raum und in den USA und erheben keinen Anspruch auf Gültigkeit auch in anderen Weltregionen.

Astrid Ebner-Zarl

Chapter 9. Gebäudeplanung und Technische Gebäudeausrüstung

Nachdem in den letzten Kapiteln vorwiegend die Planung des Produktions- und Logistiksystems thematisiert wurde, geht Kapitel 9 auf die zugehörige Infrastruktur der Fabrik ein. Dazu zählt zum einen die Planung des Gebäudes, die neben den Personal- und Betriebskosten sowie den Betriebsmitteln einen weiteren Kostenfaktor darstellt. Bisher wurde das Gebäude lediglich als das Objekt betrachtet, das Nutz- und Arbeitsflächen bereitstellt und die Hüllfunktion übernimmt. Dabei kann eine Gebäudekonzeption wesentliche Bereiche der Produktion und damit des Unternehmens positiv sowie negativ beeinflussen. Zum anderen geht Kapitel 9 auf die Planung der technischen Gebäudeausrüstung (TGA) ein, wie z. B. die raumlufttechnischen Anlagen und Heizungsanlagen. Außerdem wird die Erhöhung der Energieeffizienz einer Fabrik betrachtet, die aktuell immer mehr an Relevanz wird und neben der Versorgung des Produktionsprozesses mit den erforderlichen Medien ein weiteres wesentliches Ziel in der Auslegung der TGA in der Fabrikplanung ist.

Martin Trautz, Ralf Herkrath, Marten F. Brunk, Matthias Dannapfel, Sven Koch

Kapitel 4. Installation

Vor dem Installationsbeginn stellt sich die Frage nach einem sachkundigen Installateur. Viele Installationsbetriebe sind Vertragspartner von Heizkesselherstellern.

Peter Müller

Kapitel 1. Wohnkomfort-Gesundheit-Klimaschutz

Kultur und Wohlstand erfordern eine Raumkonditionierung, die auf die Qualität der Raumluft achtet und intelligent Verantwortung für die Umwelt trägt. Komfortabel, gesund und energieeffizient Wohnen heißt Wohnen mit kontrollierter Wohnraumlüftung.

Peter Müller

Strategische Planung von Fahrzeugflotten – Ein Bezugsrahmen und seine Anwendung am Beispiel der Elektrifizierung der Fahrzeugflotte der Polizei Niedersachsen

Vor dem Hintergrund der Dekarbonisierung des Straßenverkehrs stehen strategische Entscheider und Flottenplaner in privatwirtschaftlichen Organisationen und der öffentlichen Hand vor großen Herausforderungen. Diese ergeben sich insbesondere aus der Notwendigkeit zur Festlegung einer Strategie hinsichtlich der zukünftigen Flottenzusammensetzung unter Einbeziehung von alternativen Antriebstechnologien. Elektrifizierte Antriebstechnologien wie Plug-in-Hybrid- (PHEV) und batterieelektrische Fahrzeuge (BEV) können zu einer lokalen Schadstoffsenkung beitragen und verkehrsbedingte Treibhausgasemissionen reduzieren.

Kerstin Schmidt, Mark Mennenga, Olga Pronobis, Sina Quidde, Marcel Sander, Malte Schäfer, Oliver Suckow, Rico Wiersig, Christoph Herrmann, Michael Kurrat, Ferit Küçükay, Thomas S. Spengler

Kapitel 5. Analyse von Umweltwirkungen

Als Folgen des Verkehrs auf die menschliche Umwelt werden diejenigen Beeinträchtigungen bezeichnet, die von der Anlage und dem Betrieb des Verkehrssystems auf den Menschen ausgehen. Diese Beeinträchtigungen ergeben sich im Wesentlichen durch die Gefährdung von Leben und Gesundheit durch Verkehrsunfälle (Verkehrssicherheit), die Beeinträchtigung und Belastung durch Lärm und Schadstoffimmissionen sowie die Folgen durch den Ablauf und Betrieb des Verkehrs. Anhand von Indikatoren können die Wirkungen des Verkehrs in den drei Bereichen mithilfe geeigneter Methoden quantitativ beschrieben werden. Die Gefährdung von Leben und Gesundheit durch Unfälle stellt eine der augenfälligsten Folgen des Verkehrs auf den Menschen dar. Die Beschreibung der Verkehrssicherheit über Anzahl und Schwere von Unfällen erfolgt durch Unfallkosten, die die volkswirtschaftlichen Verluste durch die (polizeilich erfassten) Straßenverkehrsunfälle zusammenfassen. Die Monetarisierung von Personenschäden von Verkehrsunfällen gilt als eines der umstrittensten Kapitel der ökonomischen Bewertung der Verkehrsfolgen. Verkehrslärm stellt unerwünschten, unangenehmen oder schädlichen Schall dar, der auf das Verkehrsgeschehen zurückzuführen ist. Als subjektiv wahrgenommenes Phänomen ist eine Beurteilung von Verkehrslärm nur auf der Basis des mit ihm verbundenen Schalls und dessen Schwankungen über einen definierten Zeitraum möglich. Die in Deutschland zur Anwendung kommenden Verfahren zur Beurteilung des Verkehrslärms werden erläutert und verschiedene Grenzwerte für Verkehrslärm dargestellt. Bewertungsverfahren mit Aussagen über die gesamtgesellschaftliche Vorteilhaftigkeit geplanter Infrastrukturausbauten müssen Auswirkungen der Ausbauvorhaben auf den Verkehrslärm und dessen Folgewirkungen enthalten. Die dafür notwendige Methodik wird in ihren Grundzügen mit Bezug zum innerörtlichen Verkehrslärm erläutert. Ausführungen über einige (nicht auf Kfz selbst bezogene) Maßnahmen zur Reduzierung des Verkehrslärms zeigen in Wirkungsbandbreiten das mögliche Ausmaß zur Verbesserung verkehrsbedingter Lärmimmissionen auf. Trotz signifikanter Reduzierung einiger Luftschadstoffemissionen im Straßenverkehr stellt der Kfz-Verkehr neben Kraftwerken, Industrie und Hausbrand einen der bedeutendsten Verursacher der anthropogenen Umweltbelastungen dar. Der Teil „Luftschadstoffe“ behandelt in diesem Zusammenhang die Wirkungen der Luftschadstoffe auf den Menschen, die geltenden Immissionsgrenzwerte für die unterschiedlichen Luftschadstoffe (bezogen auf alle Quellen), die Abgasgrenzwerte für Pkw und Lkw und weitere Maßnahmen zur Reduzierung der Emissionen. Mit den dargestellten Verfahren zur Berechnung der Emissionen und Immissionen lassen sich quantifizierte Aussagen zur Luftverunreinigung gewinnen und in einer Weise evaluieren, wie sie in gängigen Bewertungsverfahren im Verkehrsbereich eingesetzt werden. Die Qualität und Leistungsfähigkeit eines Verkehrssystems wird vor allem durch den Zeitbedarf charakterisiert, den die Verkehrsteilnehmer zum Erreichen der Ziele ihrer täglichen Wege benötigen. Die im Rahmen von Wirkungsanalysen verwendeten Ansätze zur Ermittlung der Indikatoren Zeit- und Betriebskosten werden vorgestellt. Zu den Folgen von Ablauf und Betrieb des Verkehrs zählt ferner die Trennwirkung für nichtmotorisierte Verkehrsteilnehmer, vor allem Fußgänger, ohne deren Berücksichtigung eine Gesamtbewertung geplanter Verkehrsinfrastrukturvorhaben unvollständig bleibt.

Ulrich Brannolte, Raimo Harder, Christoph Walther, Tanja Schäfer, Alexander Dahl

Kapitel 12. Bewertungs- und Entscheidungshilfen

Verfahren zur Entscheidungsfindung dienen der Auswahl von Maßnahmen und Maßnahmenbündeln in verkehrspolitischen Plänen und Programmen, der Priorisierung von Maßnahmen in verkehrspolitischen Plänen und der Auswahl von Projektalternativen. In diesem Beitrag werden die Bausteine der Entscheidungsfindung (Ziele, Maßnahmen, Wirkungen und Gewichtung) erläutert. Als Verfahren der Entscheidungsfindung werden optimierende Bewertungs- und Entscheidungsverfahren, die klassischen formalisierten Entscheidungsverfahren (Nutzen-Kosten-Analyse, Wirksamkeits-Kosten-Analyse, Nutzwertanalyse) sowie diskursive Methoden der Entscheidungsfindung behandelt. Zahlreiche Beispiele erleichtern dem Leser den Einstieg in die Anwendung der genannten Entscheidungsverfahren.

Jörg Schönharting

Kapitel 3. Folgen und Wirkungen des Verkehrs – Übersicht

Die Wirkungen des Verkehrs entstehen durch die Verkehrsmittelnutzung auf Verkehrswegen oder in Verkehrsanlagen. Wirkungen können sowohl in positiver als auch in negativer Ausprägung auftreten, wobei im Zusammenhang mit planerischem Handeln die Bestrebungen vorliegen, negative Wirkungen so weit wie den Umständen nach möglich zu vermeiden bzw. zu vermindern. Bei dem zu betrachteten Spektrum der Wirkungen nehmen die verkehrsbedingten Umweltbelastungen einen gewichtigen Teil ein.

Ulrich Brannolte, Raimo Harder

Kapitel 7. Ökologische Folgen

Es werden Umweltwirkungen des Verkehrs auf Ökosystemkomponenten und deren Berücksichtigung im Rahmen von Prüfungsinstrumenten und Folgenbewältigung beschrieben. Das Kapitel betrachtet generell die Maßstabsebene der Stadtlandschaft und geht von einer engen Verflechtung zwischen dem Straßenverkehr in den Innenstädten und der Verkehrserschließung im Umland mit dort stattfindenden ökologischen Belastungen aus. Die ökologischen Wirkungen des motorisierten Straßenverkehrs und dessen Infrastruktur werden systematisch hinsichtlich Wasserbilanz, Nähr- und Schadstoffflüsse sowie deren Wirkungen auf Tierarten und Biotope thematisiert. Um die Folgenbewältigung im Planungsprozess zu illustrieren, werden Umweltverträglichkeitsprüfung sowie FFH-Prüfung erläutert und die Eingriffsregelung mittels landschaftspflegerischem Begleitplan und Ökokontoverfahren diskutiert. Der Ausblick kommentiert Aussagen des Bundesverkehrswegeplans 2030 hinsichtlich künftiger Belastungen der Ökosysteme und zitiert Lösungsansätze bei der Suche nach effektiven Minderungsmaßnahmen.

Hans-Georg Schwarz-von Raumer

Kapitel 8. Nahmobilität und FußverkehrFußverkehr

Nahmobilität ist ein wesentlicher Bestandteil des Stadtverkehrs. In gut strukturierten Stadträumen werden mehr als die Hälfte aller Wege zu Fuß oder mit dem Fahrrad zurückgelegt, Verknüpfungen zwischen unterschiedlichen Verkehrsmitteln finden in der Regel zu Fuß statt, der Radverkehr zeigt erhebliche Wachstumspotenziale. Für die Zukunft der urbanen Mobilität gilt es, diese Mobilitätsformen weiter zu stärken. Die „Stadt der kurzen Wege“, die sichere und komfortable Gestaltung der öffentlichen Räume und attraktive Verkehrsanlagen für den Fuß- und Radverkehr sind wichtige Voraussetzungen für die Nahmobilität und damit für die Stärkung des nichtmotorisierten Verkehrs. In den folgenden Abschnitten werden die grundlegenden Ziele und Bausteine der Nahmobilität (8.2) dargestellt. Die spezifischen Fragestellungen des Radverkehrs werden ergänzend in Kap. 9 behandelt.

Gebhard Wulfhorst

Kapitel 1. Planungsgrundlagen

Das einführende Kapitel dieses Buches beschreibt zunächst die Aufgaben und Vorgehensweisen der kommunalen bzw. stadtregionalen Verkehrsplanung. Dabei werden die Stufen des Planungsprozesses dargestellt und Ziele, Strategien sowie Maßnahmen der Verkehrsplanung und Verkehrspolitik diskutiert. In den Text sind die wichtigsten Definitionen im Themenfeld integriert, und es werden zentrale Kenngrößen für Mobilität und Verkehr beschrieben. Das Kapitel gibt zudem einen Überblick über die wichtigsten Grundlagen für ein umfassendes Planungsverständnis, das der zunehmenden Komplexität ökologischer, ökonomischer und sozialer Herausforderungen gerecht wird. Dargestellt werden die Folgen und Wirkungen des Verkehrs, Gerechtigkeitsaspekte, die Interdependenzen zwischen Raum und Verkehr sowie die Grundprinzipien einer integrierten Verkehrsplanung.

Carsten Gertz

Kapitel 8. Road Pricing in Städten

Road Pricing soll dazu dienen, die Verkehrsnachfrage in Städten auf die verfügbaren Straßenkapazitäten abzustimmen. Dazu sind Preise für die Straßennutzung zu erheben, die mit der Kapazitätsauslastung ansteigen. Während die Verminderung von Stauerscheinungen im Mittelpunkt steht, gibt es weitere Ziele für die Preiserhebung, wie z. B. die Verbesserung der Umweltsituation oder die Erzielung von Einnahmen für die Verbesserung des städtischen Verkehrssystems. Während sich die Preise in der Idealvorstellung der Ökonomen an den Grenzkosten der Straßennutzung orientieren sollen, gibt es in der Praxis eine Vielfalt von Preisdifferenzierungen, die sich an den technischen Möglichkeiten der Gebührenerhebung, der Nutzerakzeptanz und den politischen Zielen ausrichten. Politische Ziele bestimmen ferner die Ausnahmeregelungen wie etwa für Anlieger oder besonders umweltverträgliche Fahrzeuge. Prominente Beispiele aus dem Ausland betreffen die Städte Singapur, London und Stockholm. In Deutschland gibt es einzelne projektbezogene Anwendungen wie in Rostock oder Travemünde. Die deutschen Beispiele und eine Vielzahl fehlgeschlagener Einführungspläne im Ausland zeigen, dass die Einführung einen politischen Kraftakt voraussetzt, der nur bei hohem Problemdruck und Problembewusstsein der Bürger gelingt.

Werner Rothengatter

Kapitel 3. Planungsrechtliche Verfahren

Verkehrsanlagen und deren Betriebseinrichtungen haben durch Flächenbeanspruchungen, Eingriffe in Grundstücksrechte und durch Umweltfolgen boden- und umweltrechtliche Anforderungen und Wirkungen. Verkehrsanlagen sind Voraussetzung zur Erschließung von Grundstücken, Stadtquartieren und Städten und damit direkt oder indirekt zur baulichen oder sonstigen Nutzung von Grundstücken. Verkehrsanlagen und deren Betrieb beschränken oder beeinträchtigen durch Immissionen die Nutzbarkeit von Grundstücken. Der Bau und der Betrieb von Verkehrsanlagen müssen entweder planungsrechtlich durch Bauleitpläne mit Flächennutzungsplänen und Bebauungsplänen oder straßen-/wegerechtlich durch Planfeststellung gesichert werden. Entgegenstehende oder konfligierende öffentliche und private Belange müssen abgewogen werden. Grundlage der Abwägung sind Ermittlungen der mutmaßlichen Wirkungen und Prüfungen der Umweltverträglichkeit. Der Ermittlung der erforderlichen Anlagen dienen strategische Pläne der Verkehrsentwicklung.

Klaus J. Beckmann

Die Stiftung Warentest

Das Kapitel gibt einen Überblick über die Entstehung und den Hintergrund von Testorganisationen. Darauf aufbauend werden die Stiftung Warentest, Ökotest, C’t und der ADAC in ihrer Funktion als bedeutendste Testorganisationen Deutschlands hinsichtlich ihrer Unternehmensgeschichte und -struktur sowie ihrer Testarbeit und der diesbezüglichen Rechtsprechung näher betrachtet. Das Kapitel schließt mit einer kritischen Würdigung alternativer Informationsquellen für Verbraucher wie Kundenbewertungen im Internet oder Anbieter von vermeintlichen Qualitätssiegeln.

Hubertus Primus

15. Der Weg zum Institut der Ideen und Bücher – das Wuppertal Institut

Ende der 1960er-Jahre begannen in Deutschland Studentenvertreter, verkrustete Strukturen an den Universitäten öffentlich zu kritisieren. Sie forderten eine gleichberechtigte Mitsprache aller universitären Gruppen an hochschulinternen Entscheidungsprozessen, um gerechtere Lernbedingungen sowie neue zeitgemäße Lerninhalte und Lehrmethoden durchzusetzen. Dabei wurde auch über interdisziplinäre Ansätze von Forschung und Entwicklung diskutiert: Jeder Elektroingenieur, jeder Mediziner, jeder Jurist und Physiker sollte zusätzlich Marxismus studieren, um mit einem gesellschaftswissenschaftlichen Hintergrundwissen Sinn, Zweck und Ziele wissenschaftlicher Arbeit hinterfragen zu können. Prof. Dr. Ernst Ulrich von Weizsäcker erhielt 1972 den Ruf auf den Lehrstuhl für Interdisziplinäre Biologie und war einer der ersten Professoren, die an die neu gegründete Reformuniversität Essen berufen wurden: „Der Grund warum der damalige Ministerpräsident von NRW, Johannes Rau, mich an die Universität Essen holte, war nicht die Biologie, die war ihm nicht so wichtig, sondern meine unverschämt freche Idee einer Universitätsreform, die ich als Baukasten-Universität bezeichnete, in der Studenten sich „baukastenförmig“ ihre Studienfächer individuell zusammenstellen konnten und sollten. Sie sollten nicht doktrinär Physik, Romanistik, Politologie und dergleichen studieren, sondern die Studienfächer unterschiedlicher Disziplinen interdisziplinär miteinander verbinden. Davon erhoffte ich mir neues Wissen und neue Blickrichtungen. Die alte klassische Lehrorganisation war meiner Meinung nach zu verschult. Diese Idee hat Johannes Rau fasziniert.“ Die studentischen Forderungen fand von Weizsäcker „vom Inhalt her nicht überzeugend, aber das Prinzip der Interdisziplinarität war natürlich richtig.“

Gerd Stadermann

17. Das Erneuerbare-Energien-Gesetz

Das Ziel des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) war es, Strom aus diesen Quellen wirtschaftlich zu machen, so Anreize für innovationsfreudige Firmen zu schaffen und in den Ausbau der Erneubaren zu investieren. Dies gelang durch zwei Regelungen: eine Abnahmegarantie für erneuerbaren Strom durch die Netzbetreiber sowie eine Umlage der Erzeugungskosten auf die Strompreise. Diese Umlage für den erneuerbaren Stromanteil steht auf jeder Stromrechnung mit drauf. Ihre Höhe wird an der Strombörse in Leipzig berechnet. Der Besitzer einer Wind-, Wasserkraft-, Photovoltaik- oder Bioenergieanlage, der seinen Strom ins Netz einspeist, bekommt auf diese Weise eine kostendeckende Vergütung seiner Stromgestehungskosten. Je mehr Erzeuger an das Stromnetz angeschlossen sind – je mehr Ökostrom ins Netz fließt – desto mehr Umlage muss gezahlt werden, damit alle Erzeuger die ihnen zustehende Vergütung erhalten. Dies ist heute energiepolitische Realität in Deutschland und inzwischen in über 60 Staaten der Erde. Michaele Hustedt, die später das EEG mitentwickelte, resümiert: „Das EEG hat die Welt verändert“ [1].

Gerd Stadermann

Kapitel 2. Was ist Stadtbauphysik?

Das komplexe System Stadt birgt eine Vielzahl von Phänomenen in sich, wird von zahlreichen Parametern beeinflusst und steht im Spannungsfeld der Wechselwirkung zwischen Mensch, bebauung und Umwelt. Die Bezeichnung Stadtbauphysik wird erstmalig 1980 im Memorandum der Konferenz der Hochschullehrer für Bauphysik eingeführt, um der Wechselbeziehung zwischen dem urbanen Raum unter dem Einfluss der Bebauung und des Menschen sowie der Umwelt einen wissenschaftlichen Rahmen zu geben. Stadtbauphysik ist interdisziplinär ausgerichtet. Kenntnisse aus der Bauphysik, Stadtplanung,Architektur, Meteorologie, Klimatologie, Aerodynamik, Hydrologie und Biologie fließen in verschiedene Teilgebiete dieser Fachdisziplin ein. Eine der wichtigsten Aufgaben der stadtbauphysikalischen Lehre ist es, den Architekten und Ingenieuren die Grundlagen und Grundsätze dieser Fachdisziplin zu vermitteln und den Planer sowie stadtplanende Behörden bereits im Planungsprozess zu unterstützen

Schew-Ram Mehra

Kapitel 3. Klima

Nach der Definition der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) ist das Klima der langfristige Aspekt des Wetters. Das Wetter steht dabei für den augenblicklichen Zustand der Atmosphäre an einem Ort zu einem bestimmten Zeitpunkt. Unterschieden wird allgemein zwischen Mikro-, Meso- und Makroklima. Stadtbauphysikalische Phänomene spielen sich vorwiegend im Bereich des Mikro- und des Mesoklimas ab. Die unmittelbaren Auswirkungen von Gebäuden spielen sich im Maßstab des städtischen Mikroklimas (auch Kleinklima genannt) ab. Aufgrund der räumlichen Ausdehnung der Städte ist allerdings auch der Bereich des Mesoklimas betroffen.

Schew-Ram Mehra

3. Kirchen

Das was wir heute unter Kirche als Kirchenbau verstehen ist ein kunst- und planvoll gestaltetes Gebäude zur Feier des christlichen Gottesdienstes. Die religiösen Handlungen, die in einem Kirchenbau stattfinden, werden nach einer bestimmten Ordnung, Liturgie genannt, vorgenommen. Die Liturgie bestimmt auch die Gestaltung des Kirchenraumes. Das Christentum hat den Namen Kirche aus dem antiken Griechenland für die Versammlung ekklesia auch für den Versammlungsort gebraucht, so dass wir auch heute mit dem Wort Kirche beides meinen, die Institution und das Haus.

Sylwester Kabat

Chapter 7. Städtische Emissionen

Die zunehmende Technisierung hat insbesondere in den industriegeprägten Gesellschaften zu einem hohen Lebensstandard geführt. Dadurch sind gleichzeitig sowohl die Menschen als auch die Umwelt erheblichen Emissionen und Immissionen ausgesetzt. Die Belastung der Luft durch unterschiedliche Fremdstoffe und Erhöhung der Konzentrationen der Luftbestandteile, steigende Lärmbelastung, zunehmende künstliche Beleuchtung urbaner Räume sowie rasant wachsende elektrische, magnetische und elektromagnetische Felder sind die wesentlichen städtischen Emissionen, die das Umfeld des Menschen, der Tiere und Pflanzen beeinträchtigen. Die zunehmenden anthropogenen Emissionen verändern die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre. Zusätzlich beeinträchtigen die abgegebenen Luftbeimengungen die klimatischen Prozesse sowie die Luftqualität und damit die Lebensbedingungen der Lebewesen.

Schew-Ram Mehra

Chapter 6. Urbane Bebauung

Die besonderen Merkmale der Städte sind neben dem modifizierten Klima die ausgeprägte Versieglung, große Menschenmassen und die stetig zunehmenden anthropogenen Emissionen, die in Abhängigkeit der Verdichtung, Anordnung und des Höhen-Breiten-VerhältnissesHöhen-Breiten-Verhältnis der Bebauung unterschiedliche Immissionen verursachen. Die städtische Versiegelung verändert den Wärme- und Feuchtehaushalt in der atmosphärischen Grenzschicht und damit auch die dortigen Temperatur- und Feuchteverhältnisse. Die Bebauung bremst den Wind, verändert seine Richtung, speichert die Sonnenstrahlung, emittiert Wärme, beeinflusst die Konvektion, verändert das Verdunstungsvermögen in den bodennahen Luftschichten sowie die Wärmespeicherfähigkeit und die Wärmeleitung des Erdbodens. Wohnhöfe in der Stadt demonstrieren den Einfluß städtischer Bebauung auf eine besondre Art.

Schew-Ram Mehra

Kapitel 7. Messergebnisse und Diskussion

Der erste untersuchte luftgekühlte Abgaskrümmer besitzt trotz einteiliger Gasführung kein Ausgleichselement und keine Schiebesitze. Durch die fehlenden Elemente weist der luftgekühlte Abgaskrümmer vorteilhafterweise keine Leckagen gegen die Umgebung auf. Vor allem die Trennung zwischen Kühlluft- und Abgaspfad ist durch fehlende Schiebesitze gegeben.

Manuel Eugen Faiß

Kapitel 1. Einleitung

Am 22. August 2020 war es wieder einmal so weit: Der „Earth Overshoot Day“ wurde ausgerufen, also jener Tag im Jahr 2020, an dem die Menschheit – gemäß dem allgemein akzeptierten Konzept des „ökologischen Fußabdrucks“ – die ihr für das Jahr zustehenden Ressourcen der Erde verbraucht habe. Ab diesem Tag, so die Aussage, lebe die Menschheit ökologisch gesehen „auf Pump“, plündere den Planeten in nicht nachhaltiger Weise. Andersherum ausgedrückt: Die Menschheit bräuchte 1,8 Erden, um ihr aktuelles Konsumniveau dauerhaft aufrechterhalten zu können, Tendenz steigend. Noch viel schlimmer sei die Situation bezüglich der westlichen Lebensweise: Die USA bräuchten in diesem Sinne fünf Erden, die EU-Länder immerhin noch drei.

Dr. Thomas Unnerstall

Kapitel 11. Der „ökologische Fußabdruck“

Es gibt nur wenige in den Naturwissenschaften entstandene und dort klar definierte Begriffe, die in den allgemeinen Sprachgebrauch übernommen worden sind. Der Begriff „ökologischer Fußabdruck“ hat es geschafft. Er wurde vor 25 Jahren erfunden und hat sich seitdem zum wahrscheinlich prominentesten „Nachhaltigkeitsindikator“ entwickelt: An ihm wird – vor allem am bereits in der Einleitung erwähnten jährlichen „Earth Overshoot Day“ – in den Medien und in vielen gesellschaftlichen Diskussionen regelmäßig festgemacht, dass die Menschheit die Ressourcen der Erde überbeanspruche. Mehr noch: Die Tatsache, dass in den USA und der EU der ökologische Fußabdruck sogar noch einmal deutlich höher ist als im Weltdurchschnitt, ist eines der wichtigsten Argumente bei der zunehmenden Grundsatzkritik am westlichen Lebensstil und Wirtschaftssystem.

Dr. Thomas Unnerstall

Kapitel 4. Es hat sich gelohnt zu kämpfen

Die erste Hälfte der 1970er Jahre kann wohl als die „Geburtsepoche“ des Umweltschutzes bezeichnet werden, sowohl im Sinne staatlichen Handelns als auch im Sinne zivilgesellschaftlichen Engagements. Einzelne Initiativen reichen zwar noch weiter zurück – etwa die Gründung des World Wildlife Fund in der Schweiz 1961 oder der Clean Air Act in den USA 1963 –, aber zu einer breiten Bewegung und einem fest verankerten Pfeiler in der Politik wurde Umweltschutz erst in den Jahren 1970 bis 1975.

Dr. Thomas Unnerstall

Kapitel 16. Schadstoffe in der Umwelt

Der 8. Dezember 1970 ist für den Umweltschutz ein historisches Datum: Das weltweit erste Umweltministerium wurde gegründet, und zwar – wer hätte das gedacht? – in Bayern. Wenn man heute, 50 Jahre später, die damalige Begründung der bayerischen Staatsregierung und die in den darauffolgenden Jahren verabschiedeten ersten Umweltprogramme der deutschen Bundesregierung liest, wird man zunächst überrascht sein. Die heute im Vordergrund stehenden ökologischen Brennpunkte, die ich bisher in diesem Teil IV unter die Lupe genommen habe, spielen dort praktisch keine Rolle. Im Vordergrund steht viel mehr ein ganz anderes Thema: die Reinhaltung von Luft und Wasser.

Dr. Thomas Unnerstall

Kapitel 3. „Die westliche Wirtschafts- und Lebensweise ist ökologisch nicht nachhaltig“ – stimmt nicht

„Unsere westliche Wirtschafts- und Lebensweise geht auf Kosten der nachfolgenden Generationen. Sie ist verbunden mit zu hohem Ressourcenverbrauch, mit Umweltzerstörung und mit Klimawandel. Wir müssen daher unser Wirtschaftssystem und unser Konsumverhalten grundsätzlich ändern.“ Ich bin mir sicher, dass Ihnen diese Aussagen so oder ähnlich schon häufiger begegnet sind: in Büchern, Zeitungen, im Fernsehen oder in den sozialen Medien. Auf eine kurze Formel gebracht, lautet das Urteil: „Die westliche Wirtschafts- und Lebensweise ist ökologisch nicht nachhaltig“ – und dieses Paradigma spielt seit einigen Jahren eine zunehmende Rolle in gesellschaftlichen und politischen Diskussionen.

Dr. Thomas Unnerstall

5. Innovation

Insbesondere an einem Technologiestandort wie Deutschland ist klar, dass Innovation ein wesentlicher Schlüssel zum nachhaltigen Erfolg ist. In diesem Kapitel werden wir sehen, dass auch Innovation absolut chefabhängig ist. Es gilt die einfache Regel: Je mehr Chefs mitreden, desto schwieriger wird es, die zweifellos vorhandene Innovationskraft der Menschen im Unternehmen in Erfolgsstorys umzuwandeln. Viele Chefs, also Konzernzustände, führen zu Minimalinnovation bzw. inkrementeller Innovation oder bewahrender Innovation. Kleine und mittelständische Unternehmen mit weniger Chefs tun sich leichter bezüglich der Bewertung und Priorisierung von innovativen Ideen. Traurig ist jedoch, wenn sich mittelständische Unternehmen unnötigerweise eine Konzernträgheit auferlegen. Weil wir in Deutschland in den vergangenen Jahrzehnten viel erreicht haben, sind wir bezüglich bewahrender Innovation richtig gut. Große, disruptive Innovation gab es bei uns früher auch mal. Heute ist das hier eher die Ausnahme. Die Grafiken „Innovationspyramide“ und „Der erfolgreiche Weg in die Trägheit“ erklären diesen Effekt. Es wird aber auch aufgezeigt, unter welchen Voraussetzungen disruptive Innovation funktionieren kann. Ganz pragmatisch gibt es in diesem Kapitel noch konkrete, praxiserprobte Spielregeln zum innovationsfördernden konstruktiven Streit. Wie mit der eigenen Einstellung Innovation gefördert werden kann, erkennen wir anhand der Singapur-Gleichungen. Letztlich lernen wir die Vorteile eines frühen und organisatorisch verankerten Serienanlaufmanagements kennen, mit dem innovative Ideen gut in die Produktion überführt werden können. Ebenso gibt es Tipps, was im Innovationsprozess vom Gespür bis zur Markteinführung beachtet werden sollte.

Klaus G. Beck

Megatrend Nachhaltigkeit – Herausforderungen und Lösungsansätze durch digitale Managementstrategien

Um langfristig zukunftsfähig zu bleiben, müssen sich Unternehmen stets an sich stetig ändernde Rahmenbedingungen anpassen. Galt dies früher fast ausschließlich für die Rechtsrahmen in den Ländern ihrer Tätigkeit, so haben sich ökologische und gesellschaftliche Entwicklungen seit dem ausgehenden 20. Jahrhundert so sehr beschleunigt – häufig wahrgenommen in Form von globalen „Krisen“ – dass eigenständige, innovative Antworten von Unternehmensseite zur eigenen wie zur weltweiten Zukunftssicherung notwendig werden. Dabei ist der Anteil der Chancen in globalen Megatrends wie Digitalisierung oder Nachhaltigkeit für Unternehmen umso größer, je früher sie von einer abwehrenden oder nur anpassenden zu einer aktiv gestaltenden Rolle finden. Zwei Instrumente hierfür werden in diesem Artikel näher untersucht: Der Einsatz zumeist junger Managementstrategien und -kulturen wie z. B. Open Innovation oder Science-based targets, sowie innovativer digitaler Lösungen wie z. B. Blockchain oder Digital Twins. Dabei liegt das Augenmerk vor allem auf deren Interdependenz: Die potenziell nachhaltigkeits-steigernden Effekte digitaler Lösungen, wie verbesserte Ressourceneffizienz oder Lieferkettentransparenz, laufen ins Leere oder verkehren sich ins Gegenteil, wenn sie nicht in eine offene, mehrdimensional (im Sinne einer Triple Bottom Line) denkende Managementkultur eingebettet werden. Umgekehrt werden innovative Managementansätze erst ermöglicht durch eine drastisch verbesserte, digitale Informationsinfrastruktur, die die Komplexität ökologischer und sozialer Wirkungen von Unternehmenshandeln aufzeigen und steuerbar machen kann.

Marvin Schulze-Quester

Mobilität 2.0: elektrisch, sauber und intelligent

Der Klimawandel ist in vollem Gange. Um eine weitere globale Erwärmung zumindest zu verzögern, muss der CO2-Ausstoß in die Atmosphäre rigoros gedrückt und irgendwann ganz gestoppt werden. Ein wichtiger Baustein dafür ist eine nachhaltige Mobilität. Die funktioniert aber nur mit einer Verkehrswende, die sich nicht allein auf eine „Antriebswende“ beschränkt, bei der lediglich der Antriebsstrang im Fahrzeug ausgetauscht wird. Entscheidend ist, dass bei der Mobilität der Energieverbrauch minimiert und der verbleibende Bedarf mit klimaneutraler Energie gedeckt wird. Bei diesem Zusammenspiel von Verkehrs- und Energiewende sind alle gefordert: Politik, Wirtschaft, Industrie und jeder einzelne Bürger. Wir alle müssen uns die Frage stellen, welche Mobilität wir wirklich brauchen und wie sich Mobilitätsbedarfe verändern oder ganz vermeiden lassen. Bei diesem Umbruch spielt gerade in den Städten die Elektromobilität eine Schlüsselrolle. Und eines steht jetzt schon fest: Das eigene Auto ist ein Auslaufmodell. In Zukunft wird das Nutzen von Fahrzeugen an erster Stelle stehen, nicht deren Besitz.

Lara Biekowski, David J. Engel

Wasserstoff und Brennstoffzellen für sektorübergreifende Mobilität

Derzeit werden Fahrzeuge nahezu ausschließlich durch Otto- oder Dieselmotoren angetrieben. Sie stellen zurzeit das kompakteste Fahrzeug-Antriebssystem mit einem sehr hohen Entwicklungsstand dar. Nachteilig sind die heute fast vollständige Abhängigkeit von nur einer Primärenergiequelle, dem Erdöl, der relativ geringe Gesamtwirkungsgrad über einen typischen Fahrzyklus, die toxischen Emissionen NOx, HC, CO, PM sowie der Ausstoß des Treibhausgases CO2. Forderungen nach Minderung dieser Nachteile führten zur Entwicklung neuer Antriebskonzepte.

Christian Mohrdieck, Uwe Sontheimer

Ist Autofahren ein Grundrecht?

Jede und jeder spürt es: Immer mehr Pendler, immer mehr Autos auf den Straßen, immer mehr gestresste Arbeitnehmer, immer schlechtere Luft. Die ersten deutschen Großstädte haben Fahrverbote für ältere Dieselautos. 60 % aller deutschen Arbeitnehmer pendeln von ihrem Wohnort zum Arbeitsplatz in einen anderen Ort. Und die meisten Pendler fahren mit einem PKW zur Arbeit. Durchschnittlich 19 km am Tag – zweimal. Die Zahl der Pendler in Frankfurt stieg seit dem Jahr 2000 um 17 %, die Zahl der Wochenendpendler hat sich verdreifacht.

Franz Alt

Konsequent auf die Mobilität der Zukunft ausgerichtet

Die Transformation der Automobilbranche ist in vollem Gange. Porsche beschäftigt sich intensiv mit Digitalisierung, Konnektivität und neuen Mobilitätskonzepten. Nachhaltigkeit hat dabei für Porsche hohe Priorität, denn die Marke hat sich zum Ziel gesetzt, nachhaltigster Sportwagenhersteller im Premium-Segment zu werden. Für die kommenden zehn bis 15 Jahre stellt sich das Unternehmen bei den Antriebskonzepten auf einen Dreiklang ein: Porsche wird Fahrzeuge mit optimierten Verbrennungsmotoren, attraktive Plug-in-Hybrid-Modelle und rein elektrisch betriebene Sportwagen parallel anbieten. Bei der Entwicklung der Serienfahrzeuge liefert der Motorsport von jeher wichtige Erkenntnisse. Mehr als 15 Milliarden Euro investiert Porsche bis 2025 in die Elektromobilität, digitale Transformation und nachhaltige Produktion. Bei entsprechender Nachfrage könnte im Jahr 2025 bereits jeder zweite Porsche mit einem voll- oder teil-elektrischen Antrieb ausgeliefert werden. Nach den erfolgreichen Hybrid- und Plug-in-Hybridmodellen baut das Unternehmen das Angebot im Bereich der Elektromobilität konsequent aus: Im September 2019 feierte der Taycan als erster rein elektrisch angetriebener Sportwagen von Porsche Weltpremiere. Neben faszinierenden Fahrzeugen ist eine kundenfreundliche Ladeinfrastruktur der Schlüssel zum dauerhaften Erfolg der Elektromobilität. Der Taycan setzt auf die innovative 800-Volt-Technologie. Dadurch lässt sich seine Lithium-Ionen-Batterie schneller laden. Voraussetzung dafür sind hochleistungsfähige Ladesysteme. Mit dem „Porsche Mobile Charger Connect“ kann man den Taycan mit bis zu 22 kW schnell und bequem über Nacht zuhause laden. Zudem baut Porsche über das Joint-Venture Ionity europaweit an 400 Standorten Schnellladestationen mit bis zu 350 kW pro Ladepunkt bei 800 V Spannung. Nachhaltigkeit ist in sämtlichen Bereichen des Unternehmens fest verankert. Beispiel Produktion: Unter dem Motto „Smart, green, lean“ entsteht der Taycan CO2-neutral. Vision ist die Zero Impact Factory: Neben der Ressourcen- und Materialeffizienz zählen dazu die Themen Schadstoffe und Klimaschutz sowie die Auswirkungen der Produktion auf das Stadtklima. Alle Informationen in diesem Beitrag entsprechen dem Stand vom September 2019.

Michael Steiner

Von der Emission zur Immission

Die Belastung der Luft durch Schadstoffe (Immission), wie Stickstoffdioxid, Partikel und bodennahes Ozon hängt ganz wesentlich von den Schadstoffemissionen ab. Diese werden unter anderem von den Verbrennungsmotoren der Fahrzeuge, aber auch von anderen Verbrennungsprozessen (NOx) und dem Fahrzeug selbst (Partikel) erzeugt. Nach komplexen Verteilungs- und Reaktionsprozessen entstehen die gesundheitlich belastenden Konzentrationen der Schadstoffe in der Luft. Ozon bildet sich aus Vorläufersubstanzen, wie NOx und flüchtigen organischen Verbindungen wie z. B. Kohlenwasserstoffe; es wird nicht direkt als Emission freigesetzt. Der Beitrag beschäftigt sich mit den wichtigsten Schadstoffemissionen und der daraus entstehenden Luftbelastung sowie deren bisherigen Entwicklung, gespiegelt an den gesetzlich vorgegebenen Grenzwerten. Die Emission der klimarelevanten Gase, besonders des CO2, steht im Zentrum der zukünftigen Mobilitätslösungen und ist die größte Herausforderung, nachdem die Schadstoffemissionen in absehbarer Zeit auf ein unkritisches Niveau reduziert werden können.

Helmut Tschöke

Batterie oder Brennstoffzelle – Konkurrenz oder sinnvolle Ergänzung?

Die Mobilität der Zukunft beschäftigt die gesamte Automobilindustrie. Dabei gibt es unterschiedliche Ansichten darüber, welche Antriebstechnologie letztlich den Durchbruch schafft. Vor allem dem batterieelektrischen Fahren werden kurzfristig große Chancen zugeschrieben. Doch auch die Brennstoffzelle hat zahlreiche Befürworter.

Peter Renz

„Mensch braucht Vertrauen in die Systeme“

Nie zuvor gab es eine so intensive Vernetzung unterschiedlicher automobiler Themen. Autonomes Fahren, Vernetzung, Digitalisierung und Elektromobilität – diese Bausteine spielen eine tragende Rolle. Dietmar Bichler, Aufsichtsratsvorsitzender der Bertrandt AG, wirft einen Blick auf die Trendthemen, greift Herausforderungen auf und zeigt, welche Chancen sich für die Mobilität der Zukunft ergeben.

Dietmar Bichler

Auto-Mobilität der Zukunft – Von frühen visionären Konzepten bis zum Strukturwandel der kommenden 2020er Jahre

„Die Automobil-Industrie arbeitet an ihrem größten Strukturwandel“ – so oder so ähnlich titulieren unisono alle Median die momentane Zeit des Umbruchs. Der Verfasser dieses Beitrags, Prof. Johann Tomforde, blickt nun mehr auf seine 50 Jahre Entwicklung & Design für alle Arten der Mobilität zurück – und macht erstaunliche Feststellungen. Auch wenn sich viele Dinge wiederholen oder schon vor langer Zeit von visionären Vordenkern konzipiert wurden. Die Realisierungs-Chancen sind heute größer denn je, weil nicht nur die Fahrzeugkonzepte und Technologien reif sind, sondern auch Gesellschaft und Kunden offen sind für disruptive Mobilitätslösungen!

Johann Tomforde

DACHSER Emission-Free Delivery: Nachhaltige City-Logistik in der Stuttgarter Innenstadt

Dieses Kapitel identifiziert und diskutiert die grundlegenden Ansätze, die die Planung und Umsetzung der Innenstadtbelieferung in Europa des Logistikdienstleisters DACHSER SE leiten.

Hella Abidi, Stefan Hohm, Christian Weber

Kapitel 4. Modelle zur psychischen Gesundheit im Arbeitskontext

Aus den dargestellten Veränderungen in der Produktionsorganisation und den daraus abgeleiteten gegenseitigen, teils ambivalenten Anforderungen der schlanken Produktion und ihrer Mitarbeiter stellt sich für die Wissenschaft die Frage, welche gesundheitlichen Risiken hieraus entstehen und wie diese im Rahmen der betrieblichen Arbeits- und Organisationsgestaltung eliminiert bzw. abgemildert werden können. Hierfür ist jedoch zunächst zu klären, wie Gesundheit und Krankheit definiert sind und wie sich das aktuelle Gesundheitsverständnis entwickelt hat. Daher werden nach den einleitenden Begriffsbestimmungen verschiedene Konzepte und Theorien zur psychischen Gesundheit und Krankheit näher erläutert und im Anschluss das Konzept der betrieblichen Gesundheitsförderung als Instrument im Arbeitskontext vorgestellt.

Markus Droste

17. Ökologische Ökonomie

Unsere Darstellung der ökologischen Ökonomie („ecological economics“) geht ein auf deren Entstehung, deren theoretische Grundkonzeption und die daraus abgeleiteten umweltpolitischen Empfehlungen sowie auf die Frage, inwieweit sich die ökologische Ökonomie tatsächlich grundlegend von der neoklassischen Ökonomie unterscheidet.

Fritz Söllner

2. Daseinsvorsorge und Vorsorge

Mit dem Wegfall der Richtlinie 67/548 EWG und dem Inkrafttreten der VO (EU)Nr. 1272/2008 als der Basis des Chemikalienrechts für Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von chemischen Stoffen und Gemischen (umgangssprachlich als GHS-VO bezeichnet) wurde es erforderlich, das Störfallrecht diesen dort erfolgten Änderungen anzugleichen. Diese Änderungen sind insofern als tiefgreifend zu bezeichnen, da sich vor allem die Einstufungskriterien und damit die Einstufung der Chemikalien geändert haben.

Ursula Stephan, Bernd Schulz-Forberg

3. Sicherheitstechnische Kennzahlen

Voraussetzung für sichere Produktionsverhältnisse ist die Kenntnis über das Verhalten von allen Stoffen und Stoffgemischen unter betrieblichen Bedingungen sowie möglichen Abweichungen bei Störfällen. Deshalb müssen alle Eigenschaften der Ersatz-, Hilfs- und Rohstoffe, Zwischen-, Neben- und Endprodukte, Rückstände und Emissionen bekannt sein.

Ursula Stephan, Bernd Schulz-Forberg

5. § 5 Natur- und Artenschutzschutzrecht

Die historischen Wurzeln des Naturschutzes liegen im Schutz besonders schöner Landschafts-bestandteile. Sie stehen im Zeichen des romantischen Naturerlebens und des Heimatschutzes. Beispielhaft dafür sind die Bemühungen um den Schutz des Drachenfels bei Bonn seit dem Jahr 1836. Sie haben den Grundstein zum Naturdenkmalschutz gelegt. Sie galten in der Folge auch besonders schönen und seltenen Tieren und Pflanzen. Eine besondere Rolle für die Begründung des Artenschutzes spielte hierbei der Vogelschutz. Eine erste gesetzliche Grundlage erhielt der Naturschutz mit dem Reichsnaturschutzgesetz vom 28.06.1935.

Rainer Wolf

2. § 2 Immissionsschutzrecht

Seit Jahrzehnten geht die Luftverschmutzung in Deutschland zurück. Dies lässt sich z. B. daran erkennen, dass der letzte Smogalarm in den alten Bundesländern im Winter 1986/1987 ausgelöst wurde, in den neuen Bundesländern war es zuletzt im Winter 1993/1994. Die nach § 49 Abs. 2 BImSchG bzw. der Vorgängernorm erlassenen Smog-Verordnungen der Länder sind mangels Anwendungsfällen mittlerweile alle wieder aufgehoben worden. Aber auch in absoluten Zahlen sind die Emissionen vieler Luftschadstoffe in Deutschland seit 1990 stark gesunken: So halbierten sich die Methanemissionen von 4800 Kilotonnen (1990) auf 2300 Kilotonnen (2015), die Schwefeldioxidemissionen gingen sogar von 5500 Kilotonnen (1990) auf 350 Kilotonnen (2015) zurück (−93 %), was vor allem durch die Erneuerung von Kraftwerken und Heizungsanlagen in den neuen Bundesländern erreicht werden konnte. Schwefelgeruch in winterlichen Städten in Ostdeutschland gehört deshalb der Vergangenheit an. Die Stickstoffoxidemissionen wurden von 2900 Kilotonnen (1990) auf 1190 Kilotonnen (2015) zurückgeführt (−59 %). Der in den 1970er-Jahren von Willy Brandt versprochene blaue Himmel über dem Ruhrgebiet ist zu einem guten Teil Realität geworden.

Guy Beaucamp

3. § 3 Kreislaufwirtschafts- und Abfallrecht

Der Blick auf Abfall hat sich verändert: was früher auf der Müllkippe deponiert wurde, soll heute möglichst lange im Wirtschaftskreislauf gehalten werden. Abfälle, die in Deponien eingelagert wurden, sollen wiedergenutzt werden. Abfall wird zunehmend als Ressource betrachtet. Ursache dafür sind die Probleme und Kosten, die mit der modernen, auf Wachstum ausgerichteten Wirtschaftsweise verbunden sind: Raubbau an der Natur, Kosten für die Entsorgung und eine Mentalität, allzu oft das neueste Produkt zu erwerben, bestimmen das Problemfeld.

Ulrich Smeddinck

8. § 8 Umweltstrafrecht

Strafrecht sollte immer die ultima ratio sein. Das gilt im allgemeinen Strafrecht, das gilt aber ebenso im Umweltstrafrecht. Andererseits sollte kein Zweifel daran bestehen, dass Umweltstraftaten keine Kavaliersdelikte sind, dass eine Gewässerverunreinigung oder eine umweltgefährdende Abfallbeseitigung genauso strafwürdig sein können wie ein Diebstahl oder ein Betrug. Darum ist es auch falsch, wenn von einigen Autoren die Abschaffung des Umweltstrafrechts gefordert wird, weil es sich angeblich nur um Bagatellkriminalität handele. Bei Bagatellstraftaten stehen Staatsanwaltschaft (StA) und Gericht geeignete Instrumente zur Verfügung, indem nach Opportunitätsgrundsätzen (§§ 153, 153a Strafprozessordnung (StPO)) entschieden wird. Es gibt jedoch genügend gravierende Delikte – teilweise auch den Bereich der Wirtschaftskriminalität berührend – die mit spürbaren Strafen geahndet werden müssen. Reines „Verwaltungsunrecht“ kann als sogenannte Ordnungswidrigkeit mit Bußgeld sanktioniert werden.

Hans-Jürgen Sack

6. Geotextilien in Seedeichen – Ökotoxikologische Aspekte

Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit ökotoxikologischen Fragestellungen bezüglich ökologisch vertretbaren („grünen“) Deichdeckwerken. Beleuchtet wird dabei die derzeitige Praxis für die Bewertung der im Wasserbau- und Bauwesen allgemein eingesetzten Materialien. Besonderer Fokus liegt auf den Umweltauswirkungen, welche durch den Einsatz von Geotextilien im Bauwesen auftreten können. Aus diesem Grund wurde eine eigene Studie durchgeführt, welche die Aufgabe hatte, die im Projekt EcoDike zu Versuchszwecken eingesetzten Geotextilien mittels Auslaugprüfung und unter der Verwendung empfohlener state-of-the-art-Biotests bezüglich ihres potenziellen Schädigungspotenzials zu bewerten. Die Ergebnisse werden dabei mit Kenntnissen aus der Literatur verglichen. Die daraus resultierenden Anforderungen und Strategien für den zukünftigen Einsatz von Geotextilien im Wasserbau werden aufgezeigt.

B. Deutschmann, H. Hollert

5. Die Rolle der Deichvegetation aus Ingenieursicht

Zum Schutz der Seedeichoberfläche gegen Erosion wird bei niedrigen bis moderaten hydraulischen Belastungen im Allgemeinen der Einsatz und die Unterhaltung einer Grasdeckschicht empfohlen. Der erhöhte Widerstand der Grasdeckschicht im Vergleich zu einer reinen Kleideckschicht wird im Wesentlichen durch das Wurzelwerk in Verbindung mit dem anstehenden Untergrund erzielt. Zur Gewährleistung der Deichsicherheit und Sicherstellung der Deichfunktion werden diverse ingenieurbiologische Anforderungen an die Deichgrasnarbe gestellt, um eine dauerhaft erosionsresistente Deckschicht sicherzustellen. Auf Grundlage des aktuellen Stands des Wissens und neuester Forschungsergebnisse aus dem Projekt EcoDike (Förderkennzeichen: 03F0757 A–F) wird im vorliegenden Beitrag die Rolle der Deichvegetation aus Ingenieursicht diskutiert. Im Fokus stehen dabei die Funktion der Deichvegetation zur Deichverstärkung, ihr Erosionswiderstand gegen hydraulische Belastungen und Einflüsse auf die Vegetationsentwicklung.

B. Scheres, J. Michalzik, T. K. Hoffmann, M. Paul, H. Schüttrumpf, T. Schlurmann

2. Wirtschaftsverfassungsrecht

Im Wirtschaftsverfassungsrecht (Kap. 2) werden zunächst diejenigen Verfassungsbereiche behandelt, die ordnend und gestaltend auf wirtschaftliche Prozesse und Aktivitäten einzelner Wirtschaftsteilnehmer einwirken. Dazu zählen neben verfassungsrechtlichen Fragen der Wirtschaftsordnung vor allem die Grundrechte, insbesondere, wenn sie als individuelle Abwehrrechte gegenüber staatlichen Eingriffen wirken. Hinzu treten Staatsziele und staatsorganisationsrechtliche Grundlagen, die die hoheitlichen Kompetenzen gewaltenteilig begründen (Art. 70 ff. GG) sowie Aufgaben und Befugnisse zuweisen (Art. 30, 83 ff. GG). Abgerundet wird das Kapitel durch die Bezüge zwischen der deutschen Verfassungsordnung und dem europäischen wie internationalen Wirtschaftsrecht.

Cornelia Manger-Nestler, Ludwig Gramlich

Denkmalgerechte Sanierung Gasometer Oberhausen

Der Gasometer Oberhausen, 1929 errichtet vom MAN Werk Gustavsburg in „MAN-Bauweise", ist ein Industriedenkmal in Oberhausen und seit 1994 die höchste Ausstellungs- und Veranstaltungshalle Europas. Lindner Lohse Architekten wurde mit der denkmalgerechten Komplettsanierung betraut. Verortet ist der Gasometer in der Neuen Mitte – unmittelbar am Rhein-Herne Kanal.

Harald Lindner, David Auerbach, Dirk Böttger

Schutz und Behaglichkeit: Von der energetischen Sanierung mit Flächenheizung profitieren Gebäude und Bewohner

Denkmäler, schützenswerte Bausubstanz, erhaltenswerte Altbauten – all das sind Synonyme für die Geschichte und die Identität einer Region. Eine Voraussetzung für die Erhaltung dieser Gebäude ist die Anpassung des Wohnstandards an heutige Bedürfnisse, ohne die Ansicht zu verändern und der Substanz der Gebäude zu schaden. Das Augenmerk wird meist auf geeignete Dämmstoffe und Dämmmaßnahmen gelegt, doch erst in Verbindung mit einer effizienten Anlagentechnik kann ein funktionierendes Energiekonzept erstellt werden.

Alexandra Schmitt

Integriertes Water Governance Support System am Beispiel des Olifants Flusseinzugsgebietes (Südafrika)

Der Beitrag beschreibt das „Integrated Water Governance Support System (iWaGSS)“, welches die verschiedenen Ergebnisse, Daten und Modelle aus dem gleichnamigen Forschungsprojekt zusammenführt, um südafrikanischen Entscheidungsträgern der Wasserwirtschaft eine Informationsplattform zu bieten, auf deren Basis zielorientiert und transparent wasserwirtschaftliche Maßnahmen, hier am Beispiel des Olifants Flusseinzugsgebiets, geplant und durchgeführt werden können. Wesentlich ist dabei die Harmonisierung und Zusammenführung von Datenquellen unterschiedlicher südafrikanischer Behörden in einem GIS-Portal und deren Nutzung als Basis für weitere im Forschungsprojekt durchgeführte wasserwirtschaftiche Analysen (GIS-basierte Kontaminationsrisikobewertung, Echtzeit Online-Monitoring, 1D hydrodynamische Modellierung, Stauraummodellierung, Einsatz moderner Drohnentechnologie in der Wasserwirtschaft) sowie ihre Integration zu einem Frühwarnsystem vor potentiellen Wasserverschmutzungen. Innovative Anwendungsfälle sind bspw. die Verursachersuche bei Gewässerverunreinigungen, quasi automatische Open Data-Bereitstellung und die Datenbereitstellung für Zwecke der Long Term Ecological Research.

Lucia Hahne, Andreas Abecker, Julian Bruns, Cristian Jolk, Justin Wiggett

8. Zurechnung des Schadens, Kausalität

1. X hatte infolge eines vom Bekl. schuldhaft verursachten Unfalls im Jahre 1937 ein Bein verloren und musste deshalb eine Krücke benutzen. Gegen Kriegsende geriet er unter Artilleriebeschuss. Wegen seiner Behinderung konnte er sich nicht mehr rechtzeitig in Sicherheit bringen und wurde tödlich verletzt. Die Hinterbliebenen verlangen Schadensersatz vom Bekl. 2. Ein Schrankenwärter hatte durch einen von einem anderen verschuldeten Verkehrsunfall eine Kopfverletzung erlitten. Bei der anschließenden Behandlung stellte sich heraus, dass er an Hirnsklerose litt. Er wurde deshalb vorzeitig pensioniert und nahm daraufhin den Unfallverursacher auf Ausgleich seiner verminderten Einkünfte in Anspruch. 3. Die Klägerin wurde auf einem Bahnsteig durch herabfallende Teile verletzt. Zu dem Unfall kam es infolge einer Explosion von Feuerwerkskörpern am anderen Ende des Bahnsteigs. Die Feuerwerkskörper hatten sich in einem kleinen Paket befunden, das ein Reisender bei sich trug. Dieser versuchte, auf einen schon fahrenden Zug aufzuspringen; zwei Angestellte der beklagten Eisenbahngesellschaft zogen bzw. schoben ihn vollends in den Zug. Dabei fiel das Paket auf die Schienen und explodierte. 4. Ein Autofahrer erleidet während seiner Urlaubsreise einen Autounfall. Statt an seinem Urlaubsort muss er am Unfallort in einem Hotel übernachten, das während der Nacht abbrennt. Der Autofahrer wird getötet. Seine Erben machen Schadensersatz gegen den Verursacher des Autounfalls geltend. 5. Der Kläger ist Eigentümer eines Waldes in der Eifel. Große Teile des Baumbestandes sind durch Umwelteinflüsse zerstört worden. Die Schadstoffe stammen zum Teil aus Autoabgasen und zum Teil aus den Emissionen von Industrieunternehmen in der näheren und ferneren Umgebung.

Hans-Bernd Schäfer, Claus Ott

Kapitel 3. Grundlegende Prinzipien der Natur – Überleben im offenen „Kochtopf“

Wir leben seit Jahrmilliarden in engem Zusammenhalt der Organismen untereinander. Als Organismen sind wir „offene Systeme“, das heißt: wir nutzen Energie, Stoffe und Information aus der Umwelt und schaffen somit Ordnung in uns. Schließlich geben wir wieder Energie, Stoffe und Information an die Umwelt ab, nur in anderer Form. Der – nach menschlichen Maßstäben – nie versiegende Fluss an Sonnenenergie ist unsere einzige Energiequelle für Leben, die Erde unsere einzige und endliche Rohstoffquelle. Es sollte daher keiner Diskussion bedürfen und selbstverständlich sein, mit unserem lebenserhaltenden System Erde pfleglich umzugehen. Dass dies zunehmend weniger geschieht und welche Konsequenzen daraus folgen, erfahren wir beispielhaft in diesem Kapitel. Ebenso wird klar werden, dass ein „weiter so“, ein Kampf gegen die Natur, von uns nie gewonnen werden kann. Der evolutionäre Druck, der seit Jahrmilliarden wirkt, ist nicht einmal ebenso en passant aus den Angeln zu heben. Diese gewachsene Stärke der Evolution wird daher in aller Ausführlichkeit besprochen, woraus nochmals klar sein sollte, dass es das übergeordnete Ziel ist und sein muss, die Natur in unserer weiteren Entwicklung zu respektieren und mit ihr zu kooperieren, statt sie sinnlos – aufgrund kurzsichtiger Begehrlichkeiten – zu zerstören.

E. W. Udo Küppers

Kapitel 2. Wie lernen wir die Natur besser kennen?

Wie lernen wir die Natur besser kennen? Indem wir sie in ihrer Ganzheit bzw. Vernetzung präsentieren, zumindest so gut, wie wir sie bislang verstehen. Wir verstehen sie nur in ihrer funktionellen Divergenz und BiodiversitätBiodiversität ähnlich einem Wimpernschlag im Verhältnis zu unserer eigenen Lebensspanne.Erinnert wird an einen der größten, wenn nicht sogar den größten Universalgelehrten, dem selbst Charles Darwin huldigte: Alexander von Humboldt. Zumindest aber inspirierten Humboldts Reisebeschreibungen Darwin bei seinem eigenen Werk, „Origin of Species“ (Werner 2009 , S. 68–95). Auf Alexander von Humboldt gehen die Einsichten von „WechselwirkungenWechselwirkung“ in der Natur zurück, die uns heute immer noch weitgehend fehlen bei der Lösung unserer Probleme.Kreisläufe und Wirkungsnetze, visualisiert am Beispiel eines Organismus Baum bzw. einer Lebensgemeinschaft Wald, zeigen uns Leben erhaltende Wechselbeziehungen, die wir Menschen mit stupiden Wachstumszwängen unreflektiert exzessiv zerstören und unser eigenen Fortbestand damit aufs Spiel setzen. Weitsichtiges problemvorbeugendes Denken und Handeln gegenüber kurzsichtigem fehlgesteuertem Denken und Handeln ist daher der zentrale rote Faden durch dieses Buch.

E. W. Udo Küppers

Kapitel 6. In-situ- und Vor-Ort-Sanierungsmaßnahmen

Im sechsten Kapitel des Buchs werden in-situ und vor-Ort-Methoden zur Behandlung von Grubenwasser dargelegt. Es ist eine Sammlung verschiedenster Verfahren, die sich nicht als klassische End-of-the-pipe-Methoden bezeichnen lassen, sondern die direkt am Grubenwasser selbst ansetzen oder noch bevor kontaminiertes Grubenwasser entsteht. Schwerpunkt bildet dabei die Sanierung von Oberflächengewässern, allen voran versauerte Restseen. Weiterhin enthält das Kapitel einen Abschnitt dazu, was mit den Reststoffen der Grubenwasserreinigung angestellt werden kann und wie Sie die Entstehung von kontaminiertem Grubenwasser verhindern können. Außerdem erfahren Sie, wieso es problematisch sein kann, ein Bergwerk vollständig zu verschließen. Ziel des Kapitels ist es, Ihnen Reinigungsmethoden vorzustellen, die in keine der vorherigen Kapitel passen, da sie das Grubenwasser oder die Bergwerksabfälle an Ort-und-Stelle behandeln. Am Ende des Kapitels können Siedie verschiedensten in-situ- oder vor-Ort Methoden zur Vermeidung und Behandlung von Grubenwasser beurteilen.

Christian Wolkersdorfer

Chapter 3. Aktive Methoden zur Behandlung von Grubenwasser

Zwölf aktive Methoden zur Reinigung von Grubenwasser bilden den Kern des Kap. 3. Sie folgen keiner speziellen Ordnung, außer das am Anfang das derzeit häufigste Verfahren steht, gleich danach das, was künftig hoffentlich häufiger zu sehen sein wird und am Ende die meines Erachtens interessanteste Methode. Ich habe bei jeder Methode möglichst viel zusammengetragen, um die einzelnen Schritte nachvollziehen zu können.Interessant ist,wo es in der Vergangenheit zu Problemen kam oder wo es noch Entwicklungspotenzial gibt. Bei einzelnen Methoden finden Sie ausführlich die Probleme dargestellt und warum sie derzeit möglicherweise wenig geeignet sind. Ziel des Kapitels ist es, Ihnen einen Überblick über die derzeit angewendeten aktiven Grubenwasserreingungsmethoden zu geben und Ihnen zu ermöglichen, weiter in der Literatur nachzulesen. Sie sollten nach diesem Kapitel in der Lage sein, die derzeit häufigsten Methoden zur aktiven Reinigung von Grubenwasser zu verstehen.

Christian Wolkersdorfer

Kapitel 1. Einleitung

Dieses Kapitel beschreibt Ihnen zunächst wie es zu diesem Buch kam und welche Intentionen das Buch verfolgt. Ziel des Kapitels ist, Ihnen einen Einstieg in das Thema zu geben, indem Sie die wichtigsten Grundlagen über Grubenwasser erfahren. Zunächst folgt eine Erklärung vonBegriffen, bei denen es oftmals Unklarheiten gibt. Dazu gehören das unnötigerweise verwendeteWort Schwermetall, die Acidität und Alkalinität sowie die die unterschiedlichenTypen passiver Reinigungssysteme für Grubenwasser. Wichtigster Teil des Kapitels ist die Entstehung von Grubenwasser, wobei ich auf die chemischen und biologischen Aspekte eingehe und wie sich die Natur selbst hilft, einen Teil des Problems zu lösen. Das Kapitel schließt mit verschiedenen Möglichkeiten, Grubenwasser zu klassifizieren. Darunter sind einfache, bekanntere, wie das Piper- oder Durov-Diagramm, aber auch aufwändigere wie das Ficklin-Diagramm. Nachdem Sie das Kap. 1 durchgearbeitet haben, besitzen Sie den Grundstein für das weitere Verständnis des Buchs.

Christian Wolkersdorfer

Kapitel 5. Alternative Methoden zum Management von Grubenwasser

Kapitel 5 beschreibt unterschiedliche Methoden, die nicht generell als aktiv oder passiv bezeichnet werden können. Sie lassen sich vor allem dann anwenden, wenn ganz spezielle Verhältnisse vorliegen oder wenn schon vor dem Anlegen eines neuen Bergwerks an dessen Ende gedacht wird. Drei Methoden werden vorgestellt: natürliche Selbstreinigung, Änderung der Abbaumethoden und biologische Methoden zur Metallgewinnung, die sich jedoch keinesfalls gegenseitig ausschließen. Ziel des Kapitels ist es, diese Methoden zu beschreiben und in welchen Situationen sie sich jeweils verwenden lassen. Am Kapitelende werden Sie verstehen, worum es sich bei natürlicher Selbstreinigung handelt und wann diese Methode angebracht ist. Sie werden verstehen, zu welchem Zeitpunkt Sie über eine Änderung der Abbaumethoden nachdenken sollten und worum es sich bei den derzeit verwendeten und zu erforschenden biologischen Methoden zur Metallgewinnung handelt.

Christian Wolkersdorfer

Kapitel 4. Passive Methoden zur Behandlung von Grubenwasser

Kapitel 4 stellt Ihnen acht bekannte passive Methoden vor, mit denen Sie Grubenwasser reinigen können. Sie erfahren, worum es sich bei passiver Grubenwasserreinigung handelt. Zudem finden Sie ein Ablaufschema, mit dem Sie entscheiden können, welche passive Grubenwasserreinigung für ein bestimmtes Grubenwasser geeignet sein könnte. Anhand zahlreicher Literaturbeispiele wird jede Methode erläutert, und Sie erfahren deren Vor- und Nachteile. Besonderes Augenmerk liegt auf einer klaren Definition von „Wetlands“ und folglich der Abgrenzung von aeroben und anaeroben konstruierten Feuchtgebieten. Ziel des Kapitels ist es, Ihnen einen weitreichenden Überblick über alle derzeit für Grubenwasser angewendeten passiven Methoden zu geben. Dabei entsprechen die Reihenfolge und Länge der Abschnitte in etwa der Bedeutung der Methode. Am Ende des Kapitels sind Sie in der Lage, jede passive Reinigungsmethode und deren Einsatzmöglichkeiten zu verstehen. Ihnen ist zudem möglich, anhand einer Grubenwasseranalyse zu entscheiden, welche passive Methode für welches Wasser geeignet ist.

Christian Wolkersdorfer

Kapitel 2. Voruntersuchungen

Im Kap. 2 erfahren Sie, welche Untersuchungen erforderlich sind, um die physiko-chemischen Verhältnisse Ihres Grubenwassers zu verstehen. Dies beginnt bei der Probenahme von Grubenwasser und leitet über zu den wichtigen Parametern, mit denen Sie Ihre Wasserqualität beurteilen können. Es schließt mit einigen Möglichkeiten, Ihre Erkenntnisse aus den Untersuchungen anzuwenden. Bei ausgewählten Parametern gehe ich darauf ein, wo es zu Problemen bei der Messung oder der Interpretation kommen kann. Ziel des Kapitels ist es, Ihnen die grundlegenden Werkzeuge an die Hand zu geben, die Ihnen eine erste Beurteilung Ihres Grubenwassers erlauben und Sie gleichzeitig auf potenzielle Stolpersteine hinzuweisen. Außerdem erfahren Sie, wie Sie sich vor Berglöwen schützen können. Am Ende des Kapitels sollten Sie in der Lage sein, eine korrekte Probenahme von Grubenwasser durchzuführen und anhand weniger Messwerte erste Vorstellungen zu Ihrer Grubenwasserreinigungsanlage zu entwickeln.

Christian Wolkersdorfer

Kapitel 4. Methoden zur ökologischen Bewertung

Einen Rahmen zur Analyse der Wirkbeziehungen zwischen Mensch und Umwelt bietet der Driver-Pressure-State-Impact-Response (DPSIR) Ansatz (Abb. 4.1). Das Konzept wurde Ende der 90er Jahre entwickelt und bereits für eine große Anzahl von Analysen im Kontext der vereinten Nationen und der Europäischen Umweltagentur genutzt (EEA 1995, 1999).

Christine Rösch, Rüdiger Schaldach, Jan Göpel

Kapitel 7. Sicher und effizient arbeiten im Homeoffice

Dieses Kapitel beschreibt, was in einer Homeoffice Policy geregelt sein sollte und worauf Mitarbeitende bei der Einrichtung ihres Homeoffice- Arbeitsplatzes achten sollten. Es geht unter anderem um die Beschaffenheit des Raumes und Anordnung der Büromöbel, Beleuchtung, Lärm und Raumluft und Aspekte der Arbeitssicherheit.

Miriam Landes, Eberhard Steiner, Tatjana Utz, Ralf Wittmann

Kapitel 1. Grundlagen der Wahrscheinlichkeitsrechnung

Dieses Kapitel führt in die Behandlung von zufälligen Phänomenen ein. Die Grundlage dafür ist die Einführung des Begriffes der Wahrscheinlichkeit mit den entsprechenden mathematischen Anforderungen und den verschiedenen Interpretationsmöglichkeiten. Anhand von vielen kleinen Beispielen werden erste einfache Modelle betrachtet, das Konzept von sogenannten bedingten Wahrscheinlichkeiten erläutert und die häufigsten Denkfehler in der Praxis aufgezeigt.

Lukas Meier

49. Allgemeine Tabellen

Die folgenden Webseiten enthalten, wie auch weitere nicht angeführte Webseiten, Informationen zu diesem Kapitel:

Prof. Dr.-Ing. Karl-Heinrich Grote

4. Phasengleichgewichte mehrkomponentiger Systeme

Die im vorangegangenen Kapitel vorgestellten Berechnungen thermodynamischer Eigenschaften einzelner homogener Mischungen werden im folgenden Kapitel angewendet, mit dem Ziel, den Gleichgewichtszustand verschiedener miteinander in Gleichgewicht stehender Phasen zu beschreiben. Diese Phasengleichgewichte bilden die Grundlage für die Auslegung verfahrenstechnischer Prozesse wie etwa der Destillation oder Rektifikation, thermischer Trennverfahren, die auf dem Austausch zwischen der Dampf- und der Flüssigkeitsphase beruhen, sowie der Flüssig-Flüssig-Extraktion, ein Verfahren, bei dem die Verteilung eines Stoffes zwischen zwei Flüssigkeiten genutzt wird, um beispielsweise Wertstoffe oder Schadstoffe einem flüssigen Stoffgemisch zu entziehen.In diesem Kapitel werden zunächst die allgemeinen Beziehungen hergeleitet, die die Bedingungen für mechanisches, thermisches und stoffliches Gleichgewicht angeben. Anschließend werden die Gleichgewichte Flüssigkeit-Flüssigkeit, Dampf-Flüssigkeit, Gas-Flüssigkeit, Feststoff-Flüssigkeit und Dampf-Feststoff behandelt.

Christa Lüdecke, Dorothea Lüdecke

Kapitel 6. Nutzerbedürfnisse

Technische Systeme können dem Menschen helfen, gegebene natürliche Leistungsgrenzen zu überwinden bzw. aufzuheben. Dabei ist es unabhängig davon, wodurch die Leistungsgrenzen bedingt sind (z. B. biologisch, krankheitsbedingt oder altersbedingt). Man denke allein an die Möglichkeit zu fliegen.

Kristin Paetzold

Chapter 20. Lebensräume für den Flächenschutz in Mitteleuropa

Das Kapitel charakterisiert kurz den naturschützerischen Wert der wichtigsten naturnahen Lebensräume Mitteleuropas.

Klaus-Dieter Hupke

Kapitel 9. Physikalische Therapien

AkupressurAkupressur ist die Stimulation spezifischer Punkte, auf der Körperoberfläche durch Druck zu therapeutischen Zwecken. Der erforderliche Druck kann manuell oder mit einer Reihe von Instrumenten ausgeübt werden.

Edzard Ernst

Kapitel 13. Spezielle Themen

In diesem abschließenden Kapitel werden einige spezielle Themen behandelt. Dazu gehören: Wärmeaustausch zwischen Strömungen getrennt durch Wände; Strömungen mit freien Oberflächen oder variablen Fluideigenschaften; meteorologische und ozeanographische Anwendungen; die Behandlung beweglicher Ränder, die bewegliche Gitter erfordern; die Simulation von Kavitation; Fluid-Struktur-Wechselwirkung. Spezielle Effekte in Strömungen mit Wärme- und Massentransfer, Zwei-Phasen-Strömungen und Strömungen mit chemischen Reaktionen werden kurz diskutiert. Die Zwangsmethoden, wie sie z.B. zur Verhinderung der Wellenreflexion an den Rändern des Lösungsgebiets verwendet werden, werden ebenfalls beschrieben. Anhand von Beispielrechnungen mit kommerzieller CFD-Software werden diese speziellen Themen erläutert.

Joel H. Ferziger, Milovan Perić, Robert L. Street

Kapitel 4. Wässrige Lösungen und die Hydrosphäre

Wasser ist der wichtigste Akteur für die Erosion und den Transport von erodierten Materialien, entweder auf mechanische oder auf chemische Weise. Die Löslichkeit von Stoffen in einer Lösung ist über Gleichgewichtsreaktionen gesteuert. Mit zunehmendem Gehalt an gelösten Stoffen verändert sich das Verhalten einer Lösung: Bei nicht idealen Lösungen können wir nicht mehr mit Konzentrationen rechnen, sondern müssen Aktivitäten verwenden. Die Stabilität chemischer Spezies in Lösungen hängt vom pH-Wert und dem Redoxpotenzial ab.

Robin Gill

Chapter 3. Kinetik geologischer Prozesse

Reaktionen zwischen Mineralen laufen nicht immer schnell genug ab, um das chemische Gleichgewicht zu erreichen. Tatsächlich ist das Ungleichgewicht eher die Regel als die Ausnahme. Kinetik ist die Messung und Analyse chemischer Reaktionsgeschwindigkeiten. Wir lernen in diesem Kapitel, wie und warum diese von der Temperatur abhängen.

Robin Gill

Kapitel 15. Eine Million Jahre Endlager: Zur Ethik technischer Ewigkeiten

Der Beitrag umreist zunächst die Dimensionen der Zeitspanne von einer Million Jahren, dem Zeitraum der sicheren Endlagerung von radioaktiven Abfällen. Hierzu wird ein anthropologischer Rückblick gegeben und die Entwicklungsgeschichte des homo sapiens, des „denkenden Menschen“ im Vergleich zur Endlagerzeit gesetzt. Nach einem kurzen Überblick zur Technologie der Kernenergie wird auf die Entstehung und Lagerung von Kernabfällen eingegangen. Verschiedene Endlagerkonzepte werden vorgestellt, ihre Anforderungen definiert und kritisch reflektiert. Schließlich wird auf das Spannungsfeld zwischen Risiko und Ethik eingegangen, das abschließend vor dem Hintergrund der Endlagerung bewertet wird.

Dieter D. Genske

Kapitel 10. Der Dieselskandal

Im folgenden Artikel soll die Frage diskutiert werden, ob ethische Regeln eine geeignete Handlungsempfehlung im Dieselskandal gewesen wären. Dazu wird erst ein kurzer Überblick über Schadstoffe und die Schadstoffentstehung gegeben und dann werden die Möglichkeiten zur Abgasreinigung erläutert. Anschließend wird die regulatorische Seite der Emissionsmessung bei der Typzulassung von Kraftfahrzeugen beleuchtet und ein Fazit gezogen.

Thomas Link

Open Access

7. Auf dem Weg zu einer nachhaltigen Mobilität

Mit der Entwicklung emissionsarmer alternativer Antriebstechnologien sowie einer zunehmenden Automatisierung und Digitalisierung der Fahrzeuge und Verkehrssysteme bestehen die technischen Möglichkeiten, eine nahtlose, nachhaltige Mobilität gleichzeitig sozial, ökologisch und ökonomisch gerecht umzusetzen. Jetzt gilt es, einzelne Mobilitätsangebote in einem effizienten Mobilitätssystem zusammenzufuhren, das nicht nur die vielfaltigen Anforderungen der Nutzer:innen möglichst gut bedienen kann, sondern vor allem ein Erreichen der Nachhaltigkeitsziele ermöglicht und vorantreibt.

Dr. Carolin Zachäus, Dr. Benjamin Wilsch, Dr. Eyk Bösche, Dr. Martin Martens, Annette Randhahn

7. Perspektiven der ökonomischen Praxis

Was sind die drängendsten Fragen der modernen Ökonomie? Es dürfte unstrittig sein, dass unser heutiges Wirtschaftsmodell Gewinner und Verlierer produziert. Dies gilt nicht nur für die Globalisierung, sondern auch für die einzelnen nationalen Gesellschaften. Was für ein Erfolgsmodell ist eine Ökonomie, in der die Ungleichheit zwischen dem einen wohlhabenden Prozent und dem 99 Prozent Rest tatsächlich und gefühlt immer stärker auseinanderdriftet? Wenn nur wenige Menschen auf der Welt nahezu das gleiche Vermögen besitzen wie die ärmere Hälfte der Weltbevölkerung? Die Ökonomie und ihre Repräsentanten müssen sich fragen, wie eine solche Schere der Verteilung sukzessive geschlossen werden kann, ohne gleichzeitig die Leistungstragenden dieser Gesellschaft zu verprellen. Außerdem haben wir nur einen Planeten. Wir können uns nicht leisten, diesen für unsere Nachkommen auf ewig zu verwüsten. Die durch den Klimawandel bedingte weltweite Temperaturerhöhung ist schon mehrheitlich irreversibel. Wir brauchen dazu schnell ein weltweit einheitliches Konzept. Die Digitalisierung und die Künstliche Intelligenz erfordern ebenfalls schnelle und kluge Antworten. Wir dürfen diese Entwicklung auf keinen Fall verschlafen und sie den USA oder China überlassen. Und schließlich braucht die Ökonomie in der Summe ein Narrativ, eine Erzählung, wo sie in den nächsten Jahrzehnten hinmöchte.

Detlef Pietsch

5. Verträglichkeitsprüfung

Im Rahmen der Verträglichkeitsprüfung wird untersucht, ob eine geplante Nutzung in Bezug auf die bestehende städtebauliche, verkehrliche und ökologische Situation sowie hiermit verbundene Zielsetzungen als verträglich einzustufen ist. In dieser Publikation liegt der Fokus insbesondere auf der verkehrlichen Erschließung eines Standorts, sodass verkehrliche Aspekte in diesem Kapitel im Vordergrund stehen.

Siegmar Gumz, Claudia Nash, Matthias Jakob

Kapitel 6. Fähigkeit, Bereitschaft und Wille zum Wirtschaftskrieg

Das sechste Kapitel benennt drei Faktoren, die erfüllt sein müssen, um Wirtschaftskriege zu gewinnen bzw. abzuwehren: die Fähigkeiten (u. a. das Bevölkerungspotential, Kapitalgüter, Ressourcen, intellektuelles Vermögen, Infrastrukturen), die Bereitschaft zum Einsatz und Nutzen derselben und schließlich der Willen zum Erfolg. Diese werden mittels Statistiken länderübergreifend dargestellt. Beispielhaft wird anhand der Verfügbarkeit von Öl als zentraler Ressource der Moderne und wichtiger Fähigkeit, um Wohlstand und Dominanz zu erzielen, gezeigt, wie regionale Machtungleichgewichte durch wirtschaftskriegerisches Handeln verändert werden können. Weiterhin verweist der Auszehrungskrieg in der US-Autoindustrie im vergangenen Jahrhundert darauf, dass mancher Wirtschaftskrieg ohne echten Sieg endet und er dann die Branche zugunsten anderer Wettbewerber nachhaltig zerstören kann.

Ulrich Blum

Abfalltechnik

Die Abfallbehandlung findet in Deutschland generell auf einem hohen technologischen Niveau statt, wobei statt der Beseitigung die Verwertung der anfallenden Abfälle im Vordergrund steht. Ausgehend von rechtlichen sowie abfallwirtschaftlichen Grundlagen (z. B. Abfallmengen und -zusammensetzung), werden die grundlegenden Verfahren der biologischen/mechanisch-biologischen sowie thermischen Abfallbehandlung bis hin zur Deponietechnik kurz erläutert.

Anke Bockreis

Abwassertechnik

Die Behandlung und Ableitung von Abwässern leistet einen wertvollen Beitrag zum Umweltschutz, insbesondere im Bereich der Verbesserung der Gewässergüte. Im vorliegenden Werk werden zunächst rechtliche Regelungen und Abwasserinhaltsstoffe skizziert. Schwerpunkt bildet die Zusammenstellung der Bemessungsgrundlagen verschiedener Verfahren zur Abwasserreinigung nach Regelwerken der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. (DWA). Hierzu gehören neben naturnahen Behandlungsverfahren, Teichkläranlagen, Festbett-, Rotationstauchkörper- und Tropfkörperverfahren auch mechanische Reinigungsverfahren wie Rechen, Absatzbecken und Sandfänge. Besonderes Augenmerk wird auf die Bemessung von einstufigen Belebungsanlagen nach Arbeitsblatt DWA-A 131 (2016) gelegt, das anhand eines Berechnungsbeispiels angewendet wird. Zur Siedlungsentwässerung werden verschiedene Entwässerungsfahren, bspw. Misch- und Trennkanalisation, erläutert sowie der jeweils maßgebende Abwasseranfall ermittelt. Für zur Kanalnetzberechnung erforderlichen Tabellen sind den übrigen Bemessungsgrundlagen beigefügt. Des Weiteren wird die zur Dimensionierung der Kanäle erforderliche Regendauer und -häufig betrachtet. Sonderbauwerke zur Misch- und Regenwasserbehandlung werden erläutert und deren wesentliche Bemessungsansätze dargelegt. Abschließend werden Strategien zum Erhalt von Entwässerungsanlagen dargelegt.

Markus Engelhart, Martin Wagner, Justus Behnisch, Tobias Blach, Maximilian Schwarz

Wasserversorgung

Die (Trink-) Wasserversorgung in Deutschland steht seit Jahrzehnten auf beispielgebend hohem Niveau der Qualitäts- und Versorgungssicherheit bis zum Zapfhahn, einer hohen Kundenzufriedenheit sowie der nachhaltigen Nutzung der Ressourcen bei hoher wirtschaftlicher Effizienz. Hierzu tragen neben der grundsätzlich komfortablen Wasserbilanz des Landes hohe technische Standards, deren Anwendung in der Praxis sowie ein weitestgehender behördlicher Vollzug der Gesetzeslage sowie eine Reihe freiwilliger Maßnahmen der Branche bei. Hervorzuheben ist der vorsorgende, flächendeckende Gewässerschutz als Basis einer weiteren erfolgreichen Umsetzung bestehender und künftiger Herausforderungen. Im Folgenden werden auf Basis des Standes der Technik alle wichtigen Systemkomponenten der Trinkwasserversorgung einführend beschrieben und damit ein grundsätzliches Verständnis für die wichtigsten Funktionen und Interaktionen gegeben.

Wilhelm Urban, Julian Mosbach

Kapitel 16. Wärme, Strom und Kraftstoff aus Müll

Verbrennungsmotoren können, wie im Kapitel 15 erwähnt, das Methanol aus der Synthese des Kohlendioxids aus Industrieemissionen mit elektrolytisch gewonnenem Wasserstoff als Treibstoff nutzen. Die Mobilität wird demzufolge, mit Hilfe der Industrie, weitgehend kohlendioxidneutral, indem die Motoren etwa so viel davon emittieren wieviel sie bekommen. Für Deutschland heißt es: Aus 160 Millionen Tonnen CO2, die von der Industrie ausgestoßen werden, Treibstoff machen; die 160 Millionen Tonnen CO2. die ohnehin von Personen- und Lastwagen im Straßenverkehr entstehen, damit „neutralisieren“.

Cornel Stan

13. Gasturbinen

Die Gasturbine zählt zu den Wärmekraftmaschinen, weil sie, in der Regel durch Verbrennung von Brennstoff freigesetzte, Wärme in mechanische Energie (Wellenleistung) oder in Schubkraft (bei Luftfahrt‐Triebwerken) umsetzt. Sie besteht im einfachsten Fall (Abb. 13.1a) aus einem Verdichter, einer Turbine und einer Brennkammer. Der Verdichter saugt einen bestimmten Luftmassenstrom aus der Umgebung an und bringt ihn auf einen erhöhten Druck. Durch isobare Verbrennung eines bestimmten Brennstoffmassenstroms mit diesem Luftmassenstrom in der Brennkammer wird zusätzlich die Temperatur des Arbeitsgasstroms erhöht, so dass bei dessen anschließender Entspannung auf Umgebungsdruck in der Turbine diese mehr Leistung abgeben kann, als der von ihr angetriebene Verdichter aufnimmt. Der Leistungsüberschuss der Turbine steht als Nutzleistung (z. B. zum Antrieb des Generators  G) zur Verfügung.

Prof. Dr.-Ing. Jörg Seume, Dr.-Ing. Jochen Gier

51. Feuerungen

In der Feuerung eines Dampferzeugers wird die chemisch gebundene Energie des Brennstoffs (Kohle, Öl, Gas, Biomasse, Abfall u. a.) freigesetzt und in fühlbare Enthalpie (Energie) des Rauchgases überführt. Mit diesem heißen Rauchgas (tRG ca. 1000 bis 1200 °C) wird im nachgeschalteten Dampferzeuger Wasser verdampft. Dieser Dampf wird in die Dampfturbine geleitet, dort entspannt und abgekühlt. Dabei wird seine thermische Energie in mechanische Rotationsenergie des Turbinenläufers umgewandelt. An diesen Läufer ist der Generator angeflanscht. In ihm wird dann der Strom erzeugt. Der Dampf wird im nachgeschalteten Kondensator, der über den Kühlturm gekühlt wird, vollständig kondensiert und über die Speisepumpe wieder dem Dampferzeuger zugeführt. Damit ist der Wasser‐Dampf‐Kreislauf geschlossen. Das abgekühlte Rauchgas muss vor seiner Ableitung in die Atmosphäre über die Rauchgasreinigung gereinigt werden, da zum Schutz der Umwelt nur gewisse Emissionswerte zulässig sind. Abb. 51.1, linker Teil zeigt diesen Prozess sehr vereinfacht, im rechten Teil sind deutlich mehr Details dargestellt.

Prof. Dr.-Ing. Klaus Görner

53. Kraftfahrzeugtechnik

Kraftfahrzeuge sind selbstfahrende, maschinell angetriebene Landfahrzeuge, die nicht an Gleise gebunden sind. Sie dienen dem Transport von Personen und Gütern und sind die Basis für eine weiträumige und feingliedrige Arbeitsteilung. Sie erlauben die vielfältig differenzierte Darstellung von Statusansprüchen und dienen auch dem Vergnügen. Eine fast unübersehbare Vielfalt von Varianten und speziellen Ausführungen ist entstanden.Die UN‐ECE (United Nation – Economic Commission for Europe) hat ein Gliederungsschema für Kfz festgelegt, das vor allem in der europäischen Gesetzgebung viel verwendet wird [1, 2]. Die wichtigsten Fahrzeugkategorien sind danach:Leichte Fahrzeuge [3]:Kfz mit mindestens vier Rädern für die Beförderung von Personen: Für Busse wird weiter danach unterschieden, ob stehende Passagiere erlaubt sind oder nicht.Kfz mit mindestens vier Rädern für den Transport von Gütern (Lkw):Die Kategorien O1 bis O4 beschreiben verschiedene Ausführungsformen von Anhängern.Außer Einzelfahrzeugen sind Gespanne aus Zugmaschine und einem Anhänger bzw. Sattelauflieger zugelassen (§ 32a StVZO Straßenverkehrs‐Zulassungs‐Ordnung).

Prof. Dr.-Ing. Volker Schindler, Prof. Dr.-Ing. Steffen Müller

38. Klimatechnik

Prof. Dr.-Ing. Sylvia Schädlich

48. Primärenergien

Die in den Brennstoffen als chemische Energie gespeicherte Sonnenenergie wird durch Oxidation der brennbaren Bestandteile Kohlenstoff, Wasserstoff und andere Elemente wieder in Wärme umgesetzt. Als Oxidationsmittel dient meist Luft, mitunter auch mit Sauerstoff angereichert, seltener reiner Sauerstoff. Verbrennungsvorgang s. Bd. 1, Abschn. 44.1. Einen Vergleich auf der Basis Steinkohleneinheiten (SKE), Joule und kcal zeigt Tab. 48.7.

Prof. Dr.-Ing. Hermann-Josef Wagner, Dr.-Ing. Christian Bratfisch, Hendrik Hasenclever, Kathrin Hoffmann

4. Verbrennungsmotoren

Verbrennungsmotoren sind Kolbenmaschinen, die Wärme in mechanische Energie umwandeln. Dazu wird die durch Verbrennung als Wärme frei werdende chemische Energie eines Kraftstoffes einem in einem begrenzten Raum eingeschlossenen gasförmigen Arbeitsmedium zugeführt und in potentieller Form (Druck) ausgenutzt. Für den gasdichten, veränderlichen Arbeitsraum können Hubkolben‐ und Rotationskolbenmotoren (HKM bzw. RKM) verwendet werden.

Prof. Dr.-Ing. Helmut Tschöke, Prof. Dr.-Ing. Klaus Mollenhauer

38. Übersicht über die Fertigungsverfahren

Fertigen ist Herstellen von Werkstücken geometrisch bestimmter Gestalt (Kienzle).Anders als die übrigen Produktionstechniken, das sind die Verfahrenstechnik (chemische, thermische oder mechanische Verfahrenstechnik, s. Bd. 3, Teil IV) oder die Energietechnik (s. Bd. 3, Teil VIII), erzeugt die Fertigungstechnik Produkte, die durch stoffliche und geometrische Merkmale gekennzeichnet sind. Zum Fertigen bedarf es folglich neben technologischer auch geometrischer Informationen über die Form des herzustellenden Werkstücks. Diese können physisch in einem formgebenden Werkzeug wie z. B. beim Gesenkschmieden oder digital in Dateien oder Programmen wie in einer numerischen Steuerung gespeichert sein (Abb. 38.1). Die digitale Repräsentanz der Arbeitsinformationen (geometrische und technologischer Informationen) ermöglichen einen ununterbrochenen Informationsfluss über sämtliche Stufen des Herstellungsprozesses hinweg.

Berend Denkena

7. Hardware

So unterschiedlich die Anwendungen verschiedener Steuergeräte auch sind, der grundsätzliche Aufbau ähnelt sich doch sehr stark. Jedes Steuergerät besitzt einen Rechnerkern, wobei es allerdings erhebliche Unterschiede in der Leistungsfähigkeit gibt. Steuergeräte, die wie in den 70er Jahren komplexe Funktionen ausschließlich in analoger Schaltungstechnik realisierten, haben heute keine Bedeutung mehr. Die Aufgabe eines Steuergerätes ist die Verarbeitung von Sensorsignalen und eine der Betriebssituation angepasste Betätigung von Stellgliedern (Aktoren), z. B. über Regelalgorithmen. Zu diesem Zweck sind Schnittstellenschaltungen in das Steuergerät zu integrieren, die auf die jeweiligen Sensoren und Aktoren angepasst sind. Aus wirtschaftlichen Gründen sollte hier auch bei unterschiedlichen Sensoren und Aktoren eine weitgehende Vereinheitlichung erreicht werden (Baukasten‐Prinzip), es wird jedoch immer sehr spezielle Aktoren und Sensoren geben, die auch spezielle Schaltungen benötigen. Wie schon im vorigen Kapitel gezeigt, besitzt ein Steuergerät auch Kommunikationsschnittstellen, z. B. CAN‐Transceiver, zu anderen Steuergeräten und auch zu externen Geräten, die in der Entwicklung und im Service eingesetzt werden. Darüber hinaus benötigt jedes Steuergerät eine interne Infrastruktur zur Versorgung mit Spannungen und mit digitalen Taktsignalen. In den folgenden Abschnitten werden diese Funktionsblöcke ausführlicher beschrieben. Besondere Bedeutung haben im Fahrzeug die elektromagnetische Verträglichkeit, die klimatischen Anforderungen und die Vibrationsbeständigkeit.

Prof. Dr.-Ing. Kai Borgeest

5. Beispiel Elektronische Dieselsteuerung (EDC)

1892 erfand Rudolf Diesel den Motor, der heute PKW, LKW, Busse, Schiffe, Panzer, Baumaschinen, Landmaschinen und Gabelstapler antreibt und der auch stationär zur Stromerzeugung eingesetzt wird. Der Motor von 1892 funktionierte ohne eine elektronische Steuerung, wäre aber nach heutigen Maßstäben nicht mehr konkurrenzfähig. Der Dieselmotor wurde im Laufe der Jahre zunächst kleiner und leichter, dann sparsamer. Inzwischen stehen die vom europäischen Gesetzgeber vorgeschriebene Reduktion der Schadstoffe im Abgas (beim Diesel vor allem Stickoxide und Partikel), die Lärmreduktion sowie das subjektive Fahrgefühl im Vordergrund. Seit einigen Jahren gewinnt in der EU wieder der Verbrauch als Optimierungsziel an Bedeutung, der – sieht man einmal von der CO2‐Erzeugung bei der Herstellung des Fahrzeugs ab – unmittelbar mit dem CO2‐Ausstoß zusammenhängt. Getrieben wird dieser Trend durch Strafzahlungen, die die Hersteller leisten müssen, wenn der durchschnittliche Flottenverbrauch die Vorgaben der EU überschreitet. Ähnliche Regelungen existieren in den USA.

Prof. Dr.-Ing. Kai Borgeest

Open Access

Chapter 4. Arbeit 4.0 in der Produktentstehung

Instrumentarium zur Gestaltung individualisierter virtueller Produktentstehungsprozesse in der Industrie 4.0

Digitale Technologien haben das Potential unser Leben und die Wertschöpfung nachhaltig zu verändern. Speziell in der Produktentstehung zeigt die Digitalisierung großes Nutzenpotential. Dies hängt unter anderem mit dem Zuwachs an Daten über den gesamten Produktlebenszyklus zusammen. Das Projekt IviPep (Instrumentarium zur Gestaltung individualisierter virtueller Produktentstehungsprozesse in der Industrie 4.0) hat das Ziel der menschengerechten Gestaltung der digitalen Arbeitswelt bei gleichzeitiger Effizienzsteigerung der Produktentstehung. In dem vorliegenden Beitrag wird, ausgehend von der Ausgangssituation (Innovation, steigende Anforderungen, demografischer Wandel), die Einführung digitalisierter Arbeit in der Produktentstehung beschreiben. Weiterführend werden die Erkenntnisse des Forschungsvorhabens beschrieben und mit den Lessons learned abgeschlossen.

Marc Foullois, Michael Bansmann, Lisa Mlekus, Agnieszka Paruzel, Dominik Bentler, Anna-Lena Kato-Beiderwieden, Sascha Jenderny, Lars Seifert

Kapitel 7. Einflüsse auf die Herstellkosten und Maßnahmen zur Kostensenkung

Da sich die Herstellkosten (Bild 7.1-1) entsprechend der Kostenrechnung aus der Summe der Material- und der Fertigungskosten (Teilefertigung und Montage) bestimmen, können die Maßnahmen entsprechend Bild 7.1-2 in drei Gruppen eingeteilt werden, die jeweils gleichartig angegangen werden können.Darüber hinaus gibt es entsprechend den Produkt- und Prozessmerkmalen eine Vielzahl weiterer Einflüsse, die nachfolgend in vielen Beispielen besprochen werden. Die Beispiele sollen Anregungen zum eigenen Vorgehen liefern. Dies muss natürlich an die jeweils vorliegende Aufgabe angepasst werden.

Klaus Ehrlenspiel, Alfons Kiewert, Udo Lindemann, Markus Mörtl

A

Florian Langenscheidt, Peter May

Kapitel 1. Theoretische Grundlagen

In diesem Kapitel wird der für diese Arbeit relevante theoretische Rahmen skizziert. Zunächst wird der Begriff der „Systemrelevanz“ im systemtheoretischen Verständnis kurz erläutert. Es folgen soziologische Überlegungen zu Arbeit und Beruf sowie Auseinandersetzungen mit den Konstrukten Stress, Arbeitsbelastung, Bewältigungsstrategien und Arbeitszufriedenheit.

Mareike Breinbauer

Was wissen wir über die ökologischen Wirkungen des privaten Konsums? Anmerkungen zum Stand der Forschung und den Problemen des „Fußabdruck-Denkens“

Während zu Beginn der Umweltdiskussion die Industrie im Mittelpunkt der ökologischen Kritik stand, gelten inzwischen zunehmend auch die Konsumenten als zentrale Verursacher anthropogener Umweltbelastungen. Dies ist nicht selten mit der Annahme verbunden, dass die ökologischen Wirkungen des Konsums weitgehend erforscht und bekannt sind. Der Beitrag geht deshalb der Frage nach, welche diesbezüglichen Aussagen und Befunde als sicheres Wissen gelten können und in welchem Verhältnis die Wirkungen des Konsums zu denen der Produktion stehen. Dabei zeigt sich, dass Produktion und Konsum (bzw. deren Wirkungen) häufig miteinander vermengt und die Untersuchung von Kausalverhältnissen mit Verantwortungszuschreibungen und ökonomischen Annahmen vermischt werden. Dies gilt auch für die Berechnung von Emissionen und Fußabdrücken des Konsums, die – so die These – mehr über die Wirkungen der Produktion und über die ökologischen Voraussetzungen des Konsums als über dessen Wirkungen aussagen. Damit erweisen sich einige in der Literatur verbreitete Annahmen und Begrifflichkeiten ebenso wie damit verbundene Interpretationen und Schlussfolgerungen, die hier als Teil und Ausdruck eines spezifischen Fußabdrucks Denkens begriffen und zusammengefasst werden, als problematisch und teilweise irreführend. Schlüsselwörter: Konsum, Produktion, Umweltwirkungen, Konsumbasierte Fußabdrücke, Fußabdruck-Denken, Wertschöpfungsketten

Roland Bogun

11. Verbrennung

Verbrennungsprozesse als Wandlung chemisch gebundener Energie konventioneller fossiler aber auch regenerativer Brennstoffe sind noch immer von großer industrieller Bedeutung. Die angesprochene Wandlung findet dabei vorzugsweise in Prozesswärme zur weiteren Verwertung in Wärmekraftprozessen oder direkt in elektrische Energie und Wärme in Brennstoffzellen, häufig als kalte Verbrennung bezeichnet, statt. Allen Verfahren gemein ist die Zielsetzung einer möglichst wirtschaftlichen Verwertung der eingesetzten chemisch gebundenen Energie. Im Rahmen der folgenden Darstellungen wird ausgehend von den stöchiometrischen Beschreibungen gasförmiger, flüssiger und fester Brennstoffe bis hin zum Energieumsatz der zumeist zugrundeliegenden Oxidationsreaktionen ein fundierter Einblick gegeben.

Klaus Langeheinecke, André Kaufmann, Kay Langeheinecke, Gerd Thieleke

Kapitel 15. Organische Elektrochemie

Elektroorganische Synthesen [113] haben die Freiheitsgrade Strom und Potential – neben Druck, Temperatur und Konzentration –, um die Art und Geschwindigkeit der Reaktion zu steuern. Potentiostatische Elektrosynthesen verlaufen mit hoher Selektivität, ohne chemische Oxidationsmittel und bei bis zu ±2 V NHE, wenngleich nicht immer kostengünstig und mit Löslichkeits- und Stofftransportproblemen behaftet. Die kathodische Hydrodimerisierung von Acrylnitril zu Adiponitril, die Seitenkettenoxidation von Alkylaromaten und die Produktion perfluorierter Verbindungen haben großtechnische Bedeutung.

Peter Kurzweil

Autonome Fahrzeuge in der innerstädtischen Paketzustellung

Durch technische und logistische Innovationen erweitern die Teilnehmer des KEP-Marktes den Handlungsspielraum einer zuverlässigen Paketzustellung in Innenstädten. Hierzu zählt insbesondere der Einsatz vernetzter und automatisierter Fahrzeuge in der innerstädtischen Paketzustellung, der in diesem Beitrag beleuchtet wird.Im ersten Teil werden die Bedeutung und Relevanz des KEP-Marktes aufgezeigt sowie die technischen Grundlagen des vernetzten und autonomen Fahrens dargestellt. Anschließend erfolgt die Betrachtung des urbanen Raums aus logistischer Perspektive sowie ein Überblick über die daraus resultierenden Anforderungen an automatisierte Transportfahrzeuge. Abschließend werden gegenwärtig genutzte und für die Zukunft konzipierte Transportfahrzeuge vorgestellt. Der Beitrag endet mit einem kurzen Fazit und einem Ausblick auf den zukünftigen Einsatz von autonomen Fahrzeugen in der innerstädtischen Paketzustellung.

Alex Vastag, Maximilian Schellert

Kapitel 5. Elektromobilität als technisches System

Die Herausforderung im 21. Jahrhundert besteht darin, Elektrofahrzeuge in ein Gesamtsystem bestehend aus unterschiedlichen Infrastrukturen, wie Energie und Verkehr mit deren typischen unterschiedlichen Eigenschaften und Anforderungen, zu integrieren und technisch-wirtschaftlich sinnvoll mit diesem System interagieren zu lassen. Weitere Funktionalitäten und Dienstleistungen sollen darauf aufbauen können, die einerseits die Zuverlässigkeit der jeweiligen Struktur beibehalten bzw. sogar erhöhen und anderseits neue Geschäftsmodelle/Dienste ermöglichen. Zu diesen Diensten, die nur durch eine sektorübergreifende Kopplung realisierbar sind, gehören bspw. die Rückspeicherung der elektrischen Energie des E-Kfz ins Netz,Nach einer kurzen Beschreibung der Teilsysteme wird die Modellbeschreibung eines integrierten Mobilitätssystems angegangen. Dazu werden u. a. CIM-basierte Methoden vorgestellt und auf Basis von Ergebnissen aus dem BMWi Leuchtturm Projekt Harz.ErneuerbareEnergien-Mobility erläutert, wie man die Systemkomponenten mittels geeigneter Schnittstellen verbinden kann, um Konvergenzeffekte der Teilsysteme zu erreichen.

Przemyslaw Komarnicki, Jens Haubrock, Zbigniew A. Styczynski

Kapitel 2. Governance und Wettbewerb – grundlegende Theorien und konzeptionelle Ansätze

Die vorliegende Arbeit ist durch ein hohes Maß an Interdisziplinarität gekennzeichnet. Parallel zur ökonomischen Grundausrichtung müssen politische und kulturelle Aspekte in die Grundlagenbestimmung einbezogen werden. Um einem möglichen Vorwurf des unreflektierten Eklektizismus entgegenzuwirken, ist bei der Wahl und der Anwendung wissenschaftlicher Theorien an erster Stelle eine exakte Abgrenzung notwendig.

Florian Hösl

Datenschutz

Der Schutz der Persönlichkeit und der Privatsphäre ist im digitalen Zeitalter, wo wir gewollt oder ungewollt überall Datenspuren hinterlassen, wichtiger denn je, aber es ist fraglich, ob dieses Ziel mit dem herkömmlichen Ansatz erreicht werden kann. Welches der Rechtsregime, die global miteinander konkurrieren, als erfolgreicher gelten kann, hängt auch davon ab, welche Kriterien angelegt werden. Insgesamt leidet die Debatte darunter, dass über abstrakte Prinzipien gestritten wird, aber empirische Kenntnisse darüber, was deren Anwendung tatsächlich bewirkt, weitgehend fehlen. Die Diskussion über Datenschutz bedarf einer empirischen Wende.

Göttrik Wewer

Umwelt

Vom gesundheitsbezogenen Umweltschutz zum integrierten Ansatz Umweltgerechtigkeit

Gesundheitsbezogener Umweltschutz ist ein zentrales Handlungsfeld der Umweltpolitik. Ziel ist, für die Gesundheit negative Umwelteinflüsse zu erkennen, zu reduzieren oder ihre Entstehung möglichst zu verhindern. Darüber hinaus schafft Umweltpolitik im Sinne der Salutogenese auch gesundheitsförderliche Umweltverhältnisse. Der integrierte Ansatz Umweltgerechtigkeit blickt auf soziale Ungleichheiten bei Umwelt und Gesundheit und verknüpft verschiedene Politik- und Interventionsfelder. Mit stärkerer Aufmerksamkeit für die soziale Dimension trägt Umweltpolitik dazu bei, den Health in All Policies-Ansatz zu einem Health Equity in All Policies-Ansatz zu erweitern.

Christiane Bunge

8. Nutzung von Umgebungswärme

Unter dem Begriff „Umgebungswärme“ wird der Energieinhalt der Umgebungsluft, des oberflächennahen Erdreichs, von Grundwässern (Aquiferen) oder auch von fließenden oder stehenden Oberflächengewässern verstanden. Diese in unserer unmittelbaren Umgebung enthaltene thermische Energie ist im Sinne der Energietechnik und nach menschlichen Maßstäben erneuerbar und damit unerschöpflich; d.h. es ist regenerative, klimaneutrale Energie. Aufgrund des typischerweise geringen Temperaturniveaus ist aber diese thermische Energie nicht unmittelbar zur Deckung der Wärmenachfrage für den Menschen nutzbar; zur technisch sinnvollen Nutzbarmachung wird deshalb i. Allg. eine weitere Systemkomponente, eine sogenannte Wärmepumpe, benötigt.

Prof. Dr.-Ing. Martin Kaltschmitt, M.Sc. Lucas Sens, Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Wolfgang Streicher, Prof. Dr.-Ing. Felix Ziegler

5. Photovoltaische Stromerzeugung

Neben der solarthermischen Wärmegewinnung ist die photovoltaische Stromerzeugung eine weitere Form der direkten Nutzung solarer Strahlungsenergie. Im Unterschied zur Solarthermie wird aber hier die Energie der solaren Strahlung direkt in elektrische Energie gewandelt. Im Folgenden werden zunächst wesentliche physikalische Grundlagen dieser Energiewandlungsoption dargestellt und diskutiert. Anschließend wird auf die entsprechende Technik sowohl der Solar- oder Photovoltaikzellen und -module als auch die gesamter Photovoltaik-Stromerzeugungssysteme eingegangen. Ausgehend davon werden ausgewählte Systeme aus ökonomischer und ökologischer Sicht analysiert und zusätzlich die vorhandenen Potenziale und die derzeitige Nutzung diskutiert.

Dipl.-Ing. Roland Bründlinger, M.Sc. Daniel Christ, Dipl.-Ing. Hubert Fechner, Prof. Dr.-Ing. Martin Kaltschmitt, Prof. Dr.-Ing. Jörg Müller, Mag. Dr. Gerhard Peharz, Prof. Dr.-Ing. habil. Detlef Schulz, M.Sc. Lucas Sens

1. Einführung und Aufbau

Ziel der Ausführungen dieses Buches ist es, die Möglichkeiten und Grenzen einer Nutzung des regenerativen oder erneuerbaren Energieangebots umfassend darzustellen und vertieft zu diskutieren. Deshalb werden sowohl die physikalischen und technischen Grundlagen dargestellt als auch unterschiedliche Kenngrößen erarbeitet, die eine umfassende Einordnung dieser Optionen in das Energiesystem ermöglichen. Um dem Anspruch einer einfachen, verständlichen und transparenten Darstellung der z. T. sehr verschiedenartigen Möglichkeiten zur Nutzung regenerativer Energien möglichst nahe zu kommen, sind die einzelnen Kapitel, in denen die unterschiedlichen Varianten erläutert werden, vergleichbar aufgebaut – soweit dies möglich und sinnvoll ist.

Prof. Dr.-Ing. Martin Kaltschmitt, M.Sc. Lucas Sens, Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Wolfgang Streicher

Kapitel 11. Wie kommen Nachhaltigkeitsaspekte in das Produktmanagement?

Im Folgenden wird aufgezeigt und an Beispielen illustriert, wie Nachhaltigkeitsaspekte in das Produktmanagement kommen. Diese Darstellung erfolgt in zwei Schritten: Im ersten Schritt werden die Motivationen von Unternehmen, Produkte nachhaltiger zu gestalten, auf konkrete Themen bezogen. Anschließend wird verdeutlicht, dass sich Unternehmen in der Regel für ein Modell und für passende Methoden des nachhaltigen Produktmanagements entscheiden; dies wird sodann anhand von Beispielen erläutert (Abschn. 11.1). Im zweiten Schritt wird ausgeführt, welche Aufgaben sich daraus für das Produktmanagement ergeben. Diese Ausführungen orientieren sich an den Phasen und Aufgaben des Produktmanagement-Prozesses (Abschn. 11.2). Dabei werden nicht alle Fragen beantwortet, sondern einige bleiben offen. Diese offenen Fragen und Aufgaben zum nachhaltigen Produktmanagement bilden den Schluss der Ausführungen (Abschn. 11.3).

Brigitte Biermann, Rainer Erne

9. Schaden- und Krisenmanagement

Das Schaden- und Krisenmanagement beschäftigt sich mit der Prävention sowie Bewältigung von Schäden und Krisen. Dem Krisenmanagement ist ein Schaden oder Ereignis zuzuordnen, welcher/welches zu einer ernsthaften bis hin zu einer existenzbedrohliche Lage für das Unternehmen führen kann. Dementsprechend sind Schaden- und Krisenmanagement eng miteinander verflochten. Hierbei ist insbesondere darauf hinzuweisen, dass eingetretene Schäden ohne strukturierte Methoden zur Bewältigung häufig das Potenzial besitzen, sich zu einer Krise auszuweiten. Allein die Entstehung einer öffentlichen Meinung, ein Unternehmen habe im Schadenfall nicht oder falsch reagiert, kann für dieses Unternehmen bereits zu einer Krise führen. Je nach Risiko sind unterschiedliche Maßnahmen im Rahmen des Schaden- und Krisenmanagements erforderlich.

Michael Seidl, Kathrin Regeling

3. Eine positive Alternative: Neue Originale

Um das drängende Problem des kulturellen Übertourismus sinnvoll anzugehen, schlage ich einen radikal anderen Ansatz vor: Anstelle einer Begrenzung der Nachfrage – die viele Kunstfreunde ausschließt – ist das Angebot zu steigern. Das vergrößerte Angebot wird mithilfe Neuer Originale erreicht. Auf diese Weise können möglichst viele Touristen die kulturellen Sehenswürdigkeiten besuchen. Im ersten Moment scheint dieser Vorschlag völlig abwegig und wird in der Literatur als unmöglich angesehen (z. B. Smeral 2019). Kulturdenkmäler werden vielmehr als historisch bestimmt und als nicht vermehrbar betrachtet. Bei näherer Überlegung erweist sich die Idee einer Angebotsausweitung jedoch als durchaus vernünftig und machbar.

Bruno S. Frey

Chapter 2. „Ich habe Menschen“ – Zustand der Welt zu Zeiten des Anthropozäns

Vorweg und falls das beruhigt: Es geht nicht um das Ende der Menschheit. Die Menschheit wird (irgendwie) überleben. Es geht um die Gefahr eines Kollabierens, eines Zusammenbrechens der anthropogenen Systeme, wie es Meadows et al. in dem ersten Bericht an den Club of Rome vorausgesagt haben.

Hartwig Haase

10. Kleine Teekunde

Unser ausschließlicher Dank geht für dieses Kapitel an www.das-tee-magazin.de , welches uns die Erlaubnis erteilte, nachfolgende Teerezepte für den Männerschnupfen zu verwenden.

Peter Buchenau, Ina Lackerbauer, Urs Peter Janetz, Marina Tinz

Kapitel 10. Hardware-Gläubige

Die Jagd nach dem besten Smartphone – und wie wir dabei Raubbau an der Erde betreiben

4.00 Uhr: Mike hatte nicht an lange Unterhosen gedacht. Jetzt friert er schon seit Stunden, eine Wärme‐App ist noch nicht auf dem Markt. Aber Mike befindet sich in bester Gesellschaft: Seit letztem Abend belagert er mit anderen Enthusiasten den Apple‐Store, denn eine Prophezeiung soll sich diese Nacht erfüllen: Apple schenkt der Welt das neue iPhone – und lässt es durch seine Jünger auf allen Kontinenten verteilen.

Gerald Lembke, Ingo Leipner

5. LNG-Anwendungen

Es werden die volkswirtschaftliche Bedeutung der LNG-Versorgung an Hand einer Statistik ausgewiesen und ausgewählte Möglichkeiten der LNG-Anwendung beschrieben. Diese Ausführungen betracht den Niederdruckbereich, also Gasversorgungsanlagen mit angeschlossenen Verbrauchern und den Hochdruckbereich mit der Beschreibung der Kompression des CNG. Der Hochdruckbereich konzentriert sich auf die Nutzung des CNG als Kraftstoff. Baugruppen und Bauteile werden ausführlich beschrieben und auf vermeidbare Störungen sicherheitstechnischen Aspekte hingewiesen. Betriebswirschaftliche Überlegungen und deren Anwendung werden erläutert und die ökologischen Vorteile herausgearbeitet. ES darf erkannt werden, dass ökologische Lösungen die wirtschaftlichsten sind, da diese stets im verbund betrieben werden.

Werner Hermeling

Corporate Social Responsibility im Tourismus - der Einsatz von CSR-Aktivitäten in familiengeführten touristischen Unternehmen

Nachfolgender Beitrag beschäftigt sich mit Corporate Social Responsibility in familiengeführten touristischen Unternehmen. Zunächst wird über die allgemeine Bedeutung von CSR im Tourismus gesprochen, dann wird auf Besonderheiten von Familienunternehmen eingegangen. Letztlich werden verschiedene Handlungsfelder aufgezeigt sowie Vorteile aber auch Herausforderungen diskutiert, die mit CSR-Aktivitäten in familiengeführten touristischen Unternehmen verbunden sind.

Anita Zehrer, Frieda Raich

Kapitel 7. Planungskoordination

Die Planung ist die Grundlage der späteren Bauausführung. „Bauen ohne Plan ist planlos bauen.“ In der Planungsphase können Sie das Projekt noch beeinflussen. Planungen lösen Kosten, Termine und Qualitätsanforderungen aus. Ein stetiger Abgleich der Aufgaben und der Planungsbeteiligten ist unerlässlich. Indem Sie diese hinterfragen können Sie durch richtige Entscheidungen und Beratungen die Kosten und Qualitäten beeinflussen und zugleich sicherstellen.

Sven Schirmer

7. Die Regelung von Lüftungs- und Klimaanlagen

Durch unkontrollierte Fensterlüftung kommt es häufig entweder zu einem zu hohen oder zu einem niedrigen Luftwechsel. Die Folgen können ein zu hoher Wärmeverbrauch, Unbehaglichkeiten durch belastete Raumluft und Zugerscheinung durch geöffnete Fenster sein. Im Vergleich zu Wohngebäuden sind vor allem Klassenräume mit deutlich mehr Personen besetzt, so dass deren Versorgung mit Sauerstoff eine Herausforderung darstellt. Das automatisierte Öffnen und Schließen der Fenster und die Steuerung der Lüftungsanlagen müssen deshalb mit der Heizungsregelung geeignet koordiniert werden. Für Bürogebäude werden die Möglichkeiten der Steuer- und Regelung von Klimaanlagen mit konstantem und variablem Volumenstrom behandelt. Das betrifft die Automatisierung der Gesamtanlagen und auch die Regelungen der Einzelaggregate. Neben Anlagen, die Luft, Wasser oder Kältemittel als Trägermedium für den Wärme- und Kältetransport einsetzen, weist das kombinierte Luft-Wasser-System Vorteile für Bürogebäude auf und stellt eine Herausforderung für dessen Automatisierung dar. Die Regelung von Kälteerzeugern schließt das Kapitel ab.

Gunter Lauckner, Jörn Krimmling

2. Grundlagen der Gebäudeautomation

Die Gebäudeautomation (GA) nimmt in den Lebenszyklen eines Gebäudes eine wichtige Rolle ein. Die mit dem Klimaschutz einhergehende fortschreitende Verschärfung der Wärmeschutz- und Energiesparverordnungen, der zuverlässige Betrieb komplexer Anlagen und die flexible Nutzung von Gebäuden erfordern Gewerke übergreifende Funktionen der Koordinierung von Anlagen der Technischen Gebäudeausrüstung (TGA). Ein energieeffizienter Betrieb der Anlagen ist nur bei einem entsprechend hohen Automatisierungsgrad möglich. Der gewünschte Nutzen der Energieversorgung eines Gebäudes sind Behaglichkeit bzw. Raumluftqualität. Die klimatischen Vorgänge im Gebäude, also die zeitlichen Änderungen von Temperatur und Feuchte im Raum, sind jedoch nicht statische sondern dynamische Vorgänge, die mit Steuer- und Regelungen beeinflusst werden. Das Verständnis von der Funktionsweise eines Regelungssystems erfordert jedoch ein hohes Maß an Abstraktion. Die Strukturen, die Grundelemente und deren typischen Eigenschaften eines Regelkreises werden erläutert und an Beispielen die Funktionsweise demonstriert.

Gunter Lauckner, Jörn Krimmling

XI. Räumlich-funktionale Einordnung des CCM-Prinzips in den Bestand völkerrechtlicher Umweltschutzprinzipien

Zunächst wird versucht, das common concern of humankind-Prinzip vor dem Hintergrund seiner Entwicklungsgeschichte gleichsam „aus der Vogelperspektive“ in den „Kanon“ der bislang anerkannten Umweltschutzprinzipien des Völkerrechts räumlich-funktional einzuordnen. Hierbei wird zum einen in Abgrenzung zu anderen Schutzprinzipien der räumliche Anwendungsbereich des CCM-Prinzips skizziert. Zum anderen wird zugleich eine Aussage darüber getroffen, welche funktionale Rolle dem common concern-Prinzip im größeren Ordnungsrahmen der bisherigen Umweltschutzprinzipien zukommt. Mit dieser „Verortung“ des CCM-Prinzips im Umweltvölkerrecht soll vor allen Dingen aufgezeigt werden, dass jenes Prinzip nicht nur notwendig, sondern auch geeignet ist, eine an Bedeutung gewinnende Rechtsschutzlücke im internationalen Umweltschutz zu schließen. Zugleich sollen mit Blick auf das später zu skizzierende Weiterentwicklungspotenzial des CCM-Prinzips die räumlich-funktionalen Grenzen für seine Übertragung auf weitere Anwendungsfälle in der Zukunft abgesteckt werden.

Oliver Strank

3. Wie muss die Energiewende weitergehen?

Um die Klimaziele zu erreichen, muss der Energiesektor Deutschlands innerhalb weniger Jahrzehnte dekarbonisiert werden. Dieses Kapitel beschreibt, inwieweit dies mithilfe schwankender Wind- und Sonnenenergie auch ohne teure Speicher möglich ist und warum es beim Ausbau der Wasserstoffinfrastruktur stark auf das richtige Timing ankommt. Als effizienteste Klimaschutzmaßnahme gilt eine Bepreisung von CO2, die in ihren verschiedenen Facetten ausführlich beleuchtet wird. Die am Schluss des Kapitels vorgestellten Abschätzungen der Kosten der Energiewende ergeben Beträge, die erheblich von der Veränderungsbereitschaft der Bevölkerung abhängen und speziell zur Vermeidung der letzten Prozente an Emissionen erheblich ansteigen.

Andreas Luczak

6. Wie beeinflusst die Coronakrise den Klimaschutz?

In diesem Kapitel werden die bereits absehbaren Auswirkungen der Coronapandemie auf die Klimaschutzbemühungen dargelegt. Auch wenn beide Krisen völlig unterschiedliche Ursachen und Folgen haben, gibt es doch auch erstaunliche Parallelen und für die zukünftige Klimapolitik nutzbare Erkenntnisse, die man aus der Bewältigung der Coronakrise ziehen kann.

Andreas Luczak

Kapitel 1. Tourismuspsychologie und -soziologie – Zur Aktualität einander ergänzender Perspektiven

Das touristische Reisen wird im Folgenden aus einer soziologischen und psychologischen Perspektive in Verbindung mit den Ergebnissen sozial- und kulturwissenschaftlicher Forschung beleuchtet. Hierbei werden sowohl Reisemotive als auch Wandlungsprozesse im Tourismus durch veränderte Rahmenbedingungen und Wertewandel sowie aktuelle Tourismusphänomene dargestellt. Dabei soll explizit zwischen Reisen und Tourismus differenziert werden. In Anlehnung an eine schon vor längerer Zeit eingeführte Abgrenzung soll daher unter „Reisen“ das aus verschiedenen existenziellen Gründen und Motiven (z. B. Nahrungssuche, Flucht vor Verfolgung, Ausbildung, Arbeit) veranlasste, meist organisierte, einem Plan folgende, ohne zeitliche Beschränkungen stattfindende und somit zweckgerichtete Sich-Fortbewegen vom bisherigen Zuhause verstanden werden. „Tourismus“ ist dagegen das Reisen aus nicht-existenziellen Motiven (z. B. Unterhaltung, Vermeidung von Langeweile, Befriedigung von Neugierde, Spaß haben), was primär aus der Motivation zur Gewinnung von „Differenzerfahrungen“ (Suche nach Kontrast zum gewohnten Alltag) geschieht. Die nachstehenden Ausführungen beziehen sich ausschließlich auf das touristische Reisen.

H. Jürgen Kagelmann, Walter Kiefl

Kapitel 4. Lineare Abbildungen

Nach der Untersuchung von Vektorräumen betrachten wir nun Abbildungen zwischen diesen. Dabei sind besonders solche Abbildungen von Interesse, bei denen die Strukturen, d. h. Addition und Multiplikation mit Skalaren, repsektiert werden.

Gerd Fischer, Boris Springborn

2. Ökonomie als Teil der Welt

In diesem Kapitel wird zunächst dargelegt, warum wir wirtschaften und welche Aufgaben dabei zu lösen sind (Abschn. 2.1). Im Kern geht es um die Lösung von Versorgungsproblemen für die Güterbereitstellung zur Befriedigung unserer Bedürfnisse. Anschließend werden Modelle des Wirtschaftssystems vorgestellt, mit denen Ökonomen die Welt der Wirtschaft ganzheitlich abbilden möchten. Ausgangspunkt ist das weltweit bekannteste Modell der Wirtschaft als ein Kreislauf von Geld und Marktgütern (Abschn. 2.2), gefolgt von einem alternativen Modell, das die Wirtschaft als Durchflusssystem von Naturgütern in letztlich Rest- und Schadstoffe abbildet (Abschn. 2.3). Diese Modelle führen zu der Betrachtung der Wirtschaft als ein mehrdimensionales Transformationssystem mit analytisch getrennten Ebenen und Schichten der Lebenswelt – von den geophysikalischen Gegebenheiten bis zu den individuellen gedanklichen Aktivitäten und den in der Gesellschaft verankerten Werthaltungen (Abschn. 2.4).

Michael-Burkhard Piorkowsky

5. Ökonomie als Bildungsgut

In diesem Kapitel werden zunächst Ergebnisse ausgewählter Studien zur Erhebung des Wirtschaftswissens in der Bevölkerung und bei Zielgruppen präsentiert und kommentiert (Abschn. 5.1). Anschließend werden Bildungsangebote unter die Lupe genommen, die ökonomisches Wissen in unterschiedlichen Zuschnitten vermitteln sollen (Abschn. 5.2). Die Ergebnisse der Studien und die Analyse der Bildungsangebote offenbaren Lücken. In Abschn. 5.3 wird eine alternative Konzeption der ökonomischen Grundbildung vorgestellt, die Lücken im herrschenden Angebot schließen kann und insbesondere die Bedeutung der Selbstorganisation bei der Gründung und Entwicklung der ökonomischen Grundeinheiten Haushalte, Unternehmen und Verbände hervorhebt.

Michael-Burkhard Piorkowsky

6. Ökonomie als Wissenschaft

In diesem Kapitel werden zunächst frühe Belege ökonomischer Erkenntnisgewinnung und Belehrung aus der Zeit der griechischen Antike vorgestellt (Abschn. 6.1). Die überlieferten Texte offenbaren Anfänge einer Wirtschaftswissenschaft, die bis zur modernen Wirtschaftstheorie und zu Neuen Ökonomiken führen. Anschließend werden einzel- und gesamtwirtschaftliche Aus- und Umformungen zu vorklassischen und klassischen sowie modernen Ökonomiken in den Grundzügen skizziert (Abschn. 6.2 und 6.3). Abschließend wird auf sogenannte Neue Ökonomiken hingewiesen, mit denen der Anspruch erhoben wird, die herrschenden Grundkonzeptionen Mikroökonomik und Makroökonomik teils zu ergänzen und teils sogar abzulösen (Abschn. 6.4). Die in den neuen Konzeptionen dargelegte konstruktive Kritik an der Mikro- und Makroökonomik, darunter die Vernachlässigung der Wertschöpfung durch Haushaltsproduktion und der Einbettung der Wirtschaft in die natürliche Umwelt, führt zu der Frage nach der Zukunft der Ökonomik.

Michael-Burkhard Piorkowsky

Kapitel 5. Erläuterung der Wohlbefindlichkeitsfaktoren

Um die Anwendung der Matrix zu erleichtern, wird die Soll-Matrix nachfolgend umfassend beschrieben und erklärt. Dies ermöglicht es den Anwendern, die Faktoren besser zu verstehen und nachvollziehbare und nachhaltige Entscheidungen zu treffen. An dieser Stelle sei jedoch auch erwähnt, dass die Anwendung eines Faktors weitgehend Auslegungssache ist, beispielsweise kann in der Hotellerie statt Hintergrundmusik auch eine andere akustische Beschallung wie Vogelgezwitscher angewendet werden.

Werner Seiferlein

Nachhaltigkeit – ein kulturelles, bisher aber chancenloses Wirtschaftsziel

In dem Gegensatz von „schwacher“ und „starker“ Nachhaltigkeit geht die schwache nicht weit genug zum Schutz der Natur, die „starke“ hingegen zu weit, weil sie der Wirtschaft unnötig scharfe Grenzen setzen würde. Sinnvoller wäre das positive Ziel, die Wirtschaft zu rekultivieren. Dem steht allerdings das Dreisäulentheorem der Gleichgewichtigkeit ökologischer, sozialer und ökonomischer Ziele entgegen. Hierzu wird eine radikale Anhebung der Erbschaftssteuer vorgeschlagen.

Klaus Michael Meyer-Abich

5. Nachweis von Luftverunreinigungen

Mit modernsten Techniken können sehr genaue Stoffanalysen durchgeführt werden. Diese nützen jedoch nichts, wenn sich bereits bei der Probenahme ein Fehler einschleicht, der sich schließlich durch sämtliche Analyseschritte zieht und damit das Endergebnis von vornherein verfälscht. Zuverlässige Aussagen über die Qualität, Beschaffenheit oder Zusammensetzung eines bestimmten Materials können nur durch die konsequente Einführung eines Systems zur Qualitätssicherung gemacht werden, die alle Arbeitsschritte einer Analyse umfasst. In der Praxis kann es durch ungenaue oder falsche Analysenresultate zu entscheidenden Fehleinschätzungen kommen. Die Qualitätssicherung muss deshalb bei der Probenahme anfangen und bis zur Dokumentation der Analysenergebnisse reichen. Die Aufgabe des Analytikers besteht demnach nicht nur in der Ausführung der Analyse, sondern auch in der sorgfältigen Planung und in der Auswahl der am besten geeigneten Untersuchungsmethode. Die Durchführung der Probenahme, Konservierung und Lagerung sowie die Interpretation und Dokumentation der Analysenergebnisse gehören ebenfalls zum Verfahrensablauf einer analytischen Methode (Abb. 5.1).

Gabi Förtsch, Heinz Meinholz

6. Maßnahmen zur Luftreinhaltung

Die Entschwefelung von Erdöl und Erdgas ist ein wichtiger Bestandteil zur Verbesserung der Luftqualität und zur Erhöhung der Lebensdauer von schwefelempfindlichen Katalysatoren. Abb. 6.1 zeigt ein vereinfachtes Verfahrensfließbild für die Entschwefelung von Erdölfraktionen. Der zu entschwefelnde Brennstoff wird mit Wasserstoff (H2) vermischt und in einem Ofen auf ca. 400 °C erhitzt. Im Reaktor erfolgt an einem schwefelbeständigen Katalysator die Hydrierreaktion. Schwefelverbindungen werden dort mit Wasserstoff zu Schwefelwasserstoff (H2S) umgewandelt.

Gabi Förtsch, Heinz Meinholz

2. Immissionsschutzrecht

Zweck dieses Gesetzes ist es, Menschen, Tiere und Pflanzen, den Boden, das Wasser, die Atmosphäre sowie Kultur- und sonstige Sachgüter vor schädlichen Umwelteinwirkungen zu schützen und dem Entstehen schädlicher Umwelteinwirkungen vorzubeugen. Soweit es sich um genehmigungsbedürftige Anlagen handelt, dient dieses Gesetz auch

Gabi Förtsch, Heinz Meinholz

4. Auswirkungen von Luftverunreinigungen

Der Mensch setzt durch die verschiedensten Prozesse eine Vielzahl von Spurenstoffen frei, wodurch er die natürlichen Emissionen und deren Konzentrationslevel verändert. Die emittierten Verbindungen und/oder ihre chemischen Umwandlungsprodukte können eine Reihe von Schadstoffwirkungen entfalten. Sie sind alle in vielfältiger Weise in die globalen Stoffkreisläufe der Atmosphäre, des Wassers (Hydrosphäre), des Bodens (Lithosphäre) und der belebten Welt (Biosphäre) eingebunden.

Gabi Förtsch, Heinz Meinholz

3. Herkunft und Senken von Luftverunreinigungen

Durch eine Temperaturinversion ist die Troposphäre von der darüberliegenden Stratosphäre abgetrennt. Diese Tropopause behindert den Luftaustausch zwischen den beiden Sphären, wodurch die Troposphäre als fotochemischer Reaktor angesehen werden kann. Durch das Sonnenlicht werden zahlreiche fotochemische Reaktionen ausgelöst. Die Reaktionsgeschwindigkeit hängt dabei von der Intensität und Wellenlänge des Lichts sowie von der Konzentration der Schadstoffe und deren Absorptionskoeffizienten ab. Um eine Fotodissoziation und Radikalbildung zu bewirken, muss die Lichtenergie mindestens gleich der Bindungsenergie im Molekül sein. Dazu einige Beispiele:

Gabi Förtsch, Heinz Meinholz

9. Europäisches Energierecht

Mit der Energieeffizienz-Richtlinie 2012/27/EU hat sich die Europäische Union verpflichtet, bis 2050 eine CO2-arme Wirtschaft zu realisieren. Mit diesem Ziel ist auch eine weitgehend emissionsfreie Stromerzeugung verbunden. Gegenüber 1990 sollen die Emissionen an Treibhausgasen bis 2050 um 80–95 % reduziert werden. Um dies zu erreichen, sind vielfältige Maßnahmen in den Bereichen Industrie, Gewerbe/Handel/Dienstleistungen, Verkehr und private Haushalte notwendig. Energieaudits und Energiemanagementsysteme können in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle spielen.

Gabi Förtsch, Heinz Meinholz

13. Biogene Energieträger

Biogene Energieträger können in einem gewissen Rahmen einen Beitrag zur Energieversorgung leisten. In Abb. 13.1 findet sich dazu eine entsprechende Übersicht. Der Input zu biogenen Energieträgern besteht aus

Gabi Förtsch, Heinz Meinholz

Kapitel 5. Marktversagen

Wir haben gezeigt, dass die Marktwirtschaft, also die Kombination von Markt und Wettbewerb unserer in Kap. 2 hergeleitetes wirtschaftspolitisches Ziel des Wohlfahrtsoptimums realisiert. Trotz der Vorteile des Marktmechanismus lässt er sich nicht überall einsetzen. Im Folgenden sollen Sie die Bereiche kennenlernen, in denen es zu sog. Marktversagen kommt.

Christian A. Conrad

Kapitel 2. Die Umweltgeschichte in Schlüsseldaten

Wie wandelten sich die Kenntnisse zu unserer Umwelt, zu unseren Wirkungen auf die Umwelt und zu den Wirkungen der Umwelt auf uns in den vergangenen zwei Jahrtausenden? Wie gingen Menschen und Institutionen mit dem sich ändernden Wissen um? Welche Umweltveränderungen traten auf? Im zweiten Kapitel werden diese Fragen für 260 Umweltgeschichten gestellt und chronologisch beantwortet. Die Intensität der Umweltveränderungen nimmt vom frühen Mittelalter bis in das frühe 14. Jahrhundert zu. Die kombinierte Wirkung von menschlichen Eingriffen in die Natur und Extremereignissen führt dann zu einer Folge von Katastrophen, die in der großen Pestpandemie Mitte des 14. Jh. kulminieren. Nach einer kurzen Phase, in der sich die Natur teilweise erholt, wachsen die Eingriffe von Menschen wieder. Sie erreichen im 20. und im 21. Jh. geradezu beängstigende Ausmaße. Der massive Klimawandel, die Zerstörung von Lebensräumen und das dramatische Artensterben resultieren.

Hans-Rudolf Bork

Chapter 1. Einführung

Diejenigen, die forschen, Neues entdecken, entwickeln oder nachahmen, verändern mit ihren Erkenntnissen und Produkten die Umwelt – mal in erwarteter, mal in unerwarteter Weise. Mal ein wenig, mal ungeheuer stark. Mal zum Guten, mal zum Schlechten. Die Wirkungen von Menschen auf ihre Umwelt sind bisweilen offensichtlich, häufig indes schleichend und nur schwer erkennbar. Mit Erfahrung und Wissen können wir jedoch richtig auf Umweltveränderungen reagieren. Dieses Kapitel gibt einen Überblick zur Vielfalt der Umweltereignisse, die Deutschland während der vergangenen zwei Jahrtausende prägten.

Hans-Rudolf Bork

Kapitel 3. Was ist zu tun?

Trotz der geschilderten Erfolge der Umweltpolitik der vergangenen Jahrzehnte bleibt ein immenser Handlungsbedarf. Dieses abschließende Kapitel zeigt exemplarisch Möglichkeiten auf, wie wir durch ein vollkommen verändertes Handeln den Verbrauch unersetzbarer Ressourcen drastisch mindern, den menschengemachten Klimawandel entscheidend drosseln und die verbliebene Vielfalt des Lebens (auch zu unserem Wohle!) doch noch retten können. Notwendig ist ein bewussterer Umgang mit den eigenen Bedürfnissen, dem Konsum und der Umwelt durch die Menschen, die in Deutschland und auf der gesamten Erde leben. Es braucht einen langen Atem, um dafür eine breite Verständigung zu erreichen. Menschen wohnt ein großer Zauber inne, ein Zauber, der die Welt zum Guten zu ändern vermag. Für den Weg in eine nachhaltige, langfristig überlebensfähige Gesellschaft benötigen wir ihren Zauber, ihren Lebensmut, ihre Tatkraft und ihre Ausdauer.

Hans-Rudolf Bork

Kapitel 8. Eigenanalytik für einen betrieblichen Wasserkreislauf

Qualitätssicherung ist ein wichtiger Aspekt, insbesondere im Bereich Prozesswasser, das den verfahrenstechnischen Anforderungen der Produktion genügen muss. In einem geschlossenen betrieblichen Wasserkreislauf befindet es sich im ständigen Wechsel vom Frischwasser zum Abwasser und vom aufbereiteten Abwasser wieder zum Frischwasser.

Rolf Stiefel

Kapitel 4. Abwasserrecyclingverfahren

Diese Einträge geben einen groben Rahmen, der sich durch betriebsspezifische Anforderung schnell erweitern kann. Die folgenden Abschnitte widmen sich wichtigen Abwasserbehandlungsverfahren, die einzeln oder oft auch in Kombination im industriellen Abwasserbereich zum Einsatz kommen.

Rolf Stiefel

Kapitel 9. Alltagsvorstellungen und Physik lernen

Die meisten Vorstellungen, mit denen Schülerinnen und Schüler in den Unterricht kommen, stimmen nicht mit wissenschaftlichen Vorstellungen überein. Hier liegt eine Ursache für viele Lernschwierigkeiten. Lehrkräfte müssen die gängigen vorunterrichtlichen Vorstellungen zu physikalischen Phänomenen und Begriffen kennen, die Sichtweisen ihrer Schülerinnen und Schüler berücksichtigen und daran anknüpfen.

Reinders Duit

Kapitel 7. Gefährdungen durch Laserstrahlung

Um GefährdungenGefährdung beurteilen zu können, muss zunächst einmal geklärt werden, was man unter dem Begriff Gefährdung versteht und welche Gefährdungen im Umgang mit Laserstrahlung zu erwarten sind. Als Gefährdung bezeichnet man im Arbeitsschutz eine Schadensquelle für das Eintreten einer Verletzung oder der Schädigung der Gesundheit von Menschen oder der Schädigung von Gütern. Im Zusammenhang mit dem Laserschutz unterscheidet man zwischen indirekten und direkten Gefährdungen.

Claudia Schneeweiss, Jürgen Eichler, Martin Brose, Daniela Weiskopf

Kapitel 5. Tiefgaragen, Parkhäuser, Rampen

In der Tiefgarage eines mehrgeschossigen Bürogebäudes kam es immer wieder zu Pfützenbildung auf der Oberfläche des Fußbodens (Abb. 5.1a, b).

Joachim Schulz

Kapitel 2. Kraftstoffe und Stöchiometrie

Jeder Verbrennungsmotor verbrennt Kraftstoff. Dabei wird versucht, einen möglichst großen Teil der Kraftstoffenergie in mechanische Arbeit umzuwandeln. Egal, ob es sich beim Kraftstoff um Benzin, Diesel, Bioethanol oder Wasserstoff handelt, für die Verbrennung wird Sauerstoff (O2) benötigt. Dazu wird Luft angesaugt. Von dieser Luft wird aber nur der Sauerstoff verwendet. Alle anderen Bestandteile strömen weitgehend unbeteiligt durch den Motor und finden sich im Abgas wieder. Im ungünstigen Fall reagieren kleine Luft-Stickstoffmengen (N2) mit dem Luft-Sauerstoff zu unerwünschten Stickoxiden (NOx).Der im Kraftstoff enthaltene Kohlenstoff reagiert mit Sauerstoff zu Kohlendioxid (CO2). Der im Kraftstoff enthaltene Wasserstoff reagiert zu Wasser (H2O). In Abhängigkeit von den Kohlenstoff- und Wasserstoffanteilen im Kraftstoff entstehen mehr oder weniger große Mengen an CO2 und H2O. Nur bei reinem Wasserstoff als Kraftstoff entsteht kein Kohlendioxid. Bei allen anderen Kraftstoffen muss CO2 gebildet werden. Dieses CO2 kann bei einem gegebenen Kraftstoff nur dadurch verringert werden, dassman weniger Kraftstoff verbrennt.

Klaus Schreiner

Kapitel 38. Klimapolitik in Dresden. Diskurse um Klimawandel im Kontext von Stadtentwicklungspolitik

Um dem Klimawandel zu begegnen, hat die Bundesregierung in den vergangenen Jahren ambitionierte politische Ziele vereinbart. Für die erfolgreiche Umsetzung dieser Ziele wird vor allem den Städten eine zentrale Rolle zugewiesen. Am Beispiel der Klimapolitik Dresdens zeigt der Beitrag, dass die politischen Programme jedoch nicht einfach umgesetzt werden (können), sondern in den jeweiligen Kontexten auf konkrete Rationalitäten, historische Entwicklungspfade und gesellschaftliche Machtverhältnisse treffen. So rückte der globale Klimawandel in den 1990er-Jahren zwar in bundespolitischen Debatten in den Vordergrund, in vielen ostdeutschen Städten wurden jedoch in dieser Zeit vor allem massive Umweltprobleme vor Ort und die politischen Transformationsprozesse als prioritäre Herausforderungen bewertet. Infolgedessen werden auch die klimapolitischen Ziele hinsichtlich ihrer Relevanz und Bedeutsamkeit von städtischen Akteur*innen ganz unterschiedlich bewertet und in kontextspezifischen Entscheidungs- und Handlungspraktiken angeeignet, verändert oder auch abgelehnt.

Cindy Sturm

Kapitel 14. Umwelteinflüsse

Die Umstellung auf nachhaltigen Energie- und Ressourcenverbrauch ist heute die wichtigste Aufgabe der Menschheit. Dazu gehört auch eine emissionsneutrale Energieversorgung für den Straßenverkehr. In diesem Abschnitt wird dieses umfangreiche Thema zunächst schlaglichtartig anhand von Kennzahlen und politischen Zielvorgaben eingeführt. Danach werden die Emissionen beim Betrieb von Pkw in unterschiedlichen Szenarien durch die Aufstellung von Well-to-Wheel Analysen verglichen. Letztlich ist jedoch eine ganzheitliche Betrachtung erforderlich, also mit Berücksichtigung der energetischen und Materialaufwände für die Fahrzeugherstellung, für das Recycling sowie für Aufbau und Betrieb der Tankinfrastruktur. Das Kapitel schließt mit einem kleinen Einblick in diese Life Cycle Analysen.

Martin Doppelbauer

4. Technologische Trends

Was werden die Fahrzeuge der Zukunft können?

Ob selber fahren oder mitfahren, ob besitzen oder sharen: Die Attraktivität eines Mobilitätsangebots hängt immer auch und in besonderem Maße von den Eigenschaften und Funktionen der dabei eingesetzten Fahrzeuge ab. Wer sich also ein Bild von der Mobilität der Zukunft machen möchte, sollte sich ein Bild von den Fahrzeugen machen können, die dann auf den Straßen unterwegs sein werden. Um das tun zu können, sollte man sich wiederum intensiv mit den technologischen Innovationen auseinandersetzen, an denen die Fahrzeughersteller heute arbeiten. Und darüber, welche Technologien hier relevant sind, herrscht in der Branche heute herstellerübergreifend Einigkeit: Elektrifizierte Antriebe, autonomes Fahren, Vernetzung und Mobilität als Dienstleistung sind die Kernelemente so gut wie aller Strategiepapiere.

Julian Weber

Kapitel 4. Maßnahmen in den 1970er Jahren

Die 5. Durchführungsbestimmung zum Landeskulturgesetz vom 17. Januar 1973 legt die Grenzwerte für Luftschadstoffe fest, darunter auch für Schwefeldioxid, Stickoxide und Staub. Die Werte waren denen in der BRD sehr ähnlich. Das Problem war damit deren Nichteinhaltung. Die erste Durchführungsbestimmung zur Verordnung über die Leitung, Planung und Finanzierung der Forschung vom 17. März regelt die Tätigkeit von Wissenschaftlichen Räten der Forschungsprogramme und Hauptforschungsrichtungen. Gemäß dieser Verordnung wurde der Autor mit der Leitung der Hauptforschungsrichtung 6.04 Rationelle Energieanwendung beauftragt. In der Anordnung über den Einsatz und die Tätigkeit von Energiebeauftragten bei nicht planungspflichtigen Energieabnehmern werden Einrichtungen, Genossenschaften und gesellschaftliche Organisationen bei Überschreitung eines Grenzverbrauchs eines Energieträgers (bei Strom 50 000kWh/a) verpflichtet, Energiebeauftragte einzusetzen. Am 20. März 1979 wird ein neues Statut für das Ministerium für Kohle und Energie beschlossen, das im Februar 1958 aufgelöst worden war.

Wilhelm Riesner

Kapitel 11. Kommunizieren

Kommunikation findet immer dann statt, wenn Menschen zusammentreffen und einer das Verhalten des anderen beeinflusst – und zwar auch dann, wenn nicht gesprochen wird.

Asmus J. Hintz

3. Struktur und Bestandteile der Dokumentation verfahrenstechnischer Anlagen

Die Ordnung einer Dokumentation äußert sich in ihrer Struktur und Gliederung sowie in ihrer Klarheit und Eindeutigkeit.

Klaus H. Weber, Frank Mattukat, Manfred Schüßler

Kapitel 1. Worum geht es?

Managementfehler treten vor allem dann für eine breite Öffentlichkeit sichtbar zu Tage, wenn es um Milliardenverluste geht, viele Menschen betroffen sind oder prominente Spitzenmanager ihren Hut nehmen müssen. Der Zusammenbruch von Leman Brothers, der Dieselskandal oder der Bau des Flughafens in Berlin sind hierfür eindrucksvolle Beispiele. Dabei ist dies nur die Spitze des Eisbergs. Managementfehler sind ein alltägliches Phänomen. Nicht selten sind sie das Ergebnis eines unglücklichen Zusammenspiels von Inkompetenz, Ignoranz und Selbstüberschätzung.

Uwe Peter Kanning

1. Schicksalsfragen

Nachhaltigkeit ist ein Sehnsuchtsbegriff. Das dürften zumindest Menschen empfinden, die befürchten, dass Dinge, die ihnen wichtig sind, in Gefahr geraten: ein sicherer Arbeitsplatz, der Wert ihrer Arbeit, eine intakte Umwelt, ein friedliches Miteinander mit Nachbarn und anderen Teilen der Bürgerschaft. Ein Staat, der nicht nur Freiheit, sondern auch Sicherheit gewährleistet und für Gesundheit, Bildung, intakte Verkehrswege und ansprechende öffentliche Räume sorgt. Eine Staatengemeinschaft, deren Mitglieder das Wohl aller Menschen dieser Gemeinschaft im Auge haben. Ein selbstbestimmtes Leben, gute Zukunftsaussichten für Kinder, Enkel und Urenkel, ein erfüllter Lebensabend. Die Frage, wie man solche Güter erhalten kann, bedarf neuer Antworten. Sogar die Frage, was überhaupt erhaltenswert ist, und wie wir demzufolge leben wollen, muss neu gestellt und beantwortet werden. Manche sehen darin die Schicksalsfrage der Menschheit. Wie aber können Antworten gefunden werden, die gemeinschaftlich tragfähig sind? Wie stehen die Chancen auf einvernehmliche Lösungen angesichts der Größe der Frage und einer Gesellschaft, die funktionell differenzierter ist denn je und deren Positionen immer weiter auseinanderzudriften scheinen? Ist Einigung erst dann möglich, wenn globale Umwelt- und sonstige Katastrophen eintreten, die jedermann am eigenen Leib spürt? [1].

Peter Kinne

13. Die Emanzipation der immateriellen Ressourcen

Die Befunde zu Beginn dieses Buches deuten darauf hin, dass die ökosozialen Probleme unserer Zeit durch Menschen verursacht sind. Aber nicht nur die Probleme, sondern auch die Segnungen des Fortschritts basieren auf der Art und Weise, wie Menschen fühlen, denken und lernen, was sie antreibt, was sie wissen, entwickeln, herstellen und gestalten, wie sie interagieren und kooperieren. Jakob Fugger wäre ohne seinen Ehrgeiz, seine Neugier und Risikobereitschaft, seine buchhalterische Genauigkeit, sein organisatorisches Geschick und seine Beziehungsfähigkeit nicht der reichste Mensch der Geschichte geworden. Weil solche Produktivfaktoren im Gegensatz zu Bodenschätzen und Fabrikanalgen keine materielle Substanz haben, nennt man sie immaterielle Ressourcen, immaterielle Vermögenswerte, intellektuelles Kapital, Intangible Assets oder einfach Intangibles. Vieles davon entsteht in Organisationen.

Peter Kinne

Kapitel 6. Handlungsleitende Kontextfaktoren IT-gestützter Logistik

Die Potenziale einer IT-gestützten Logistik, ob im Bereich der Beschaffung, der Produktion, der Distribution, in der Lagerlogistik oder in der Instandhaltung, wurden bereits an verschiedenen Stellen dieses Buches klar aufgezeigt. Allerdings ist die Erschließung jener Vorzüge oftmals nicht nur an die Faktoren Geschäftsprozessgestaltung, IT-Konzeptentwicklung, Strategiedefinition im Umfeld der ITgestützten Logistik, um nur einige Beispiele hier anzuführen, gekoppelt. Dabei spielen neben den kritischen Soft Facts, wie z. B. Kooperations- und Kollaborationsqualität oder Kommunikationsintensität, heutzutage zusätzliche Kontextfaktoren bei der erfolgreichen Auslegung (Konzeption) sowie Realisierung IT-gestützter Logistiksysteme eine handlungsleitende Rolle.

Iris Hausladen

Kapitel 7. Das Ökodorf in der Region

Veränderungsprozesse kann man […] als den andauernden Umgang mit Widerständen verstehen, der vor einem konkreten Veränderungsziel stattfindet (Kristof 2010: 56).

Anne-Kathrin Schwab

Kapitel 7. Redoxreaktionen – Grundlagen der Elektrochemie

Sehr viele Prozesse der Baupraxis wie die metallische Korrosion, das Ausbleichen von Fassaden oder die Alterung von Kunststoffen sind auf Oxidations- bzw. Reduktionsreaktionen zurückzuführen. Die Begriffe Oxidation und Reduktion sind im Laufe der historischen Entwicklung der Chemie mehrfach erweitert und auf einer höheren Erkenntnisebene neu definiert worden. Ursprünglich wurde unter einer Oxidation die Reaktion eines Stoffes mit Sauerstoff (Oxygenium), also eine Sauerstoffaufnahme verstanden.

Roland Benedix

Kapitel 9. Chemie nichtmetallisch-anorganischer Baustoffe

Die äußerste Schicht unserer Erde ist aus einer Vielzahl unterschiedlicher Gesteine aufgebaut, die sich über lange geologische Zeiträume hinweg gebildet haben. Von der Art der bei der Bildung der Gesteine ablaufenden physikalischen oder chemischen Vorgänge hängen Struktur und Aufbau und damit die Gebrauchseigenschaften eines Gesteins wie Härte, Druckfestigkeit, Porosität und Wasseraufnahmevermögen ab.

Roland Benedix

Kapitel 5. Luft und Luftinhaltsstoffe

Bauwerke sind den ständigen Einflüssen der Atmosphäre mit den in ihr natürlich enthaltenen Gasen Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid, den Edelgasen, wechselnden Mengen an Wasserdampf, aber auch mit den in ihr enthaltenen Luftschadstoffen wie Schwefeldioxid, Stickoxiden, Ozon sowie Staubpartikeln unterschiedlichster Herkunft ausgesetzt. Schlagworte wie Saurer Regen, Sommersmog, Treibhausgase und Neuartige Waldschäden gehören dank der Berichterstattung durch die Medien zu unserem Alltag. Häufig besteht jedoch gerade bei Begriffen, mit denen wir ununterbrochen konfrontiert werden, der größte Erklärungsbedarf.

Roland Benedix
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