Erdsystem, Klimawandel und Energiewende

Nachhaltige Materialien und verfahrenstechnische Prozesse, Bachelor (PO-2024)

Modulnummer / Modulcode G-NI4
Modulname Erdsystem, Klimawandel und Energiewende
Art des Moduls Wahlpflicht
Lernergebnisse, Kompetenzen, Qualifikationsziele

Die Studierenden kennen grundlegende Wärme-, Strahlungs- und Stofftransportprozesse des Erdsystems sowie die Zusammenhänge von Klimawandel und Energieversorgungssystemen.  Sie charakterisieren die gegenwärtige Organisation der Energieversorgung in Bezug auf ihre erdsystemaren Auswirkungen und ordnen zentrale Strategien der Energiewende ein.

Die Studierenden kennen grundlegende Aspekte der Energietechnik und können Technologien zur Nutzung von Erd- und Umweltwärme, sowie von Sonnenstrahlung und Windenergie erläutern und die grundlegenden Funktionsweisen und Herausforderungen der wichtigsten thermischen und elektrischen Energieversorgungssysteme beschreiben. Die Studierenden setzen sich mit Energieeffizienzmaßnahmen auseinander und können diese beschreiben und beurteilen. Außerdem können sie die technischen und politisch-regulatorischen Herausforderungen des Transformationsprozesses der Energiewende analysieren.

Die Studierenden können grundlegend systemanalytisch an Fragestellungen im Feld Erdsystem, Klimawandel und Energiewende herangehen. Sie können systemisches und interdisziplinäres Denken anwenden, um Zusammenhänge innerhalb und zwischen ausgewählten sozio-technischen Systemen und Sektoren zu erkennen, die aktuell Nachhaltigkeitstransformationen durchlaufen oder noch durchlaufen müssen.
Lehrveranstaltungsarten 1 VL + 1 S (4 SWS)
Lehrinhalte

Die Studierenden sind in der Lage, wichtige Energie- und Stofftransportprozesse auf erdsystemarer Ebene und ihre Wechselwirkungen mit ausgewählten soziotechnischen Systemen zu analysieren, wobei das Energiesystem und seine Klimawirkungen im Zentrum stehen. Die Studierenden können die physikalischen Grundlagen und Grundbegriffe der Energietechnik wiedergeben und die Auswirkungen von Energie- und Stoff-Transportprozessen auf das Erdsystem, Energieversorgungstechnologien und ausgewählte Herausforderungen der Energiewende erklären sowie Zusammenhänge dazwischen herstellen. Hierzu zählen u.a.:

  • Transportprozesse im Erdinneren und in der Atmosphäre, Auswirkungen auf den Klimawandel
  • Erdsystem (Geologie, geochemische und hydrologische (Stoff-)Kreisläufe)
  • technische Potenziale und Hemmnisse für die Nutzung von Erdwärme, Solarstrahlung und Windenergie
  • Energietechnik (Grundbegriffe, Hauptsätze, Kreisprozesse)
  • Wärme-, Strahlungs- und Stofftransportprozesse (Grundlagen), Wechselwirkungen der Mechanismen
  • Überblick über thermische und elektrische Energieversorgungsanlagen
  • kommunale Wärmeplanung, Potenziale und Hemmnisse der Nutzung regenerativer Energien
  • Energiesystem als Brennpunkt der globalen Umweltkrisen
  • fossile Ressourcennutzung
  • Klimaneutralitätsszenarien für Deutschland und darüber hinaus
  • Entwicklung der erneuerbaren Energien als zentraler Treiber der Energiewende
  • Stromwende, Wärmewende und Industriewende
  • weitere Transformationsfelder im Kontext des Klimawandels und der Energiewende z. B. Extraktivismus, Wassernutzung und Wasserknappheit, Ressourcenflüsse und -kreisläufe, nachhaltige Industrietransformation
Titel der Lehrveranstaltungen Erdsystem, Klimawandel und Energiewende – Vorlesung;
Erdsystem, Klimawandel und Energiewende – Seminar
Lehr- und Lernmethoden (Lehr- und Lernformen) z.B. Vorlesung, Hörsaalübung, Gruppenarbeit, problembasiertes und selbstgesteuertes Lernen, Posterpräsentation, Vortrag, Exkursion
Verwendbarkeit des Moduls Bachelor Nachhaltigkeitswissenschaften – Sustainability Studies
Dauer des Moduls ein Semester
Häufigkeit des Angebotes jährlich im Wintersemester
Sprache Deutsch
Empfohlene (inhaltliche) Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul
Voraussetzungen für die Teilnahme am Modul
Studentischer Arbeitsaufwand 180 Stunden (60 Std. Präsenzzeit + 60 Std. Selbststudium + 60 Std. Prüfungsleistung)
Studienleistungen S1: Seminarvortrag oder Posterpräsentation mit Handout von max. 10.000 Zeichen (inkl. Leerzeichen)
Voraussetzung für Zulassung zur Prüfungsleistung Studienleistung S1
Prüfungsleistungen eine Hausarbeit von ca. 15.000-30.000 Zeichen (inkl. Leerzeichen) oder eine Klausur/eAssessment von ca. 90 Minuten oder mündliche Prüfung von ca. 30 Minuten
Anzahl Credits (ECTS) 6 cp
Lehreinheit Maschinenbau
Modulverantwortliche/r Professur Sustainable Technology Design
Lehrende Prof. Dr. Stefan Lechtenböhmer, Dr. Anna Schomberg, Prof. Dr. Ulrike Jordan
Medienformen
Literatur