Professur für Nachhaltigkeitsbewertung Technischer Systeme

Prof. Dr.-Ing.
Rebekka Volk

Rebekka Volk ist Professorin für Nachhaltigkeitsbewertung Technischer Systeme an der Technischen Fakultät der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg. Mit ihrem Team forscht sie daran, Wissen über technische Systeme, Technologien, Produkte und Materialien zu generieren, um diese so zu gestalten, dass sie einerseits leistungsfähig und funktional die Bedürfnisse erfüllen und andererseits zur Erreichung der Nachhaltigkeitsziele der UN (SDG) und der Einhaltung der planetaren Grenzen beitragen.

Forschung

Ziel der Forschungsgruppe ist die methodengestützte Analyse, Bewertung und Entscheidungsunterstützung von praxisrelevanten Fragestellungen der Nachhaltigkeitsbewertung technischer Systeme und des Ressourcenmanagements.

Aktuelle Arbeiten beschäftigen sich mit der Kreislaufwirtschaft von CO2, Beton, Porenbeton, Kunststoffen und Verbundwerkstoffen, Altholz und Mycelium, sowie regionalem und nationalem Ressourcenmanagement durch die Optimierung von Rückbau/Sammlung, Recycling- und Logistiknetzwerken. Darüber hinaus nutzen wir urbane Daten zur Verbesserung der Energie- und Ressourceneffizienz in Gebäuden und zur nachhaltigen Quartiers- und Stadtentwicklung. Ergebnisse sind neben wissenschaftlicher Erkenntnis Entscheidungsunterstützungswerkzeuge, Anpassungsstrategien, sowie Handlungsempfehlungen und Instrumente für nachhaltiges, lebenszyklusorientiertes Ressourcenmanagement.

Rebekka Volk und ihr Team verfügen über hervorragende fachliche und methodische Kenntnisse im Bereich der Kreislaufwirtschaft, der Quantifizierung sekundärer Ressourcen, der Nachhaltigkeitsbewertung technischer Systeme sowie der der mathematischen Optimierung ganzer Prozess- und Wertschöpfungsketten mit ihren Produktionsstandorten/-kapazitäten und Transportnetzwerken. Beispiele wurden bereits in hochrangigen internationalen Journals wie Journal of Industrial Ecology oder Resources, Conservation & Recycling veröffentlicht.

Forschungsschwerpunkte

Nachhaltigkeitsbewertungen
Quantifizierung von (sekundären) Ressourcenpotentialen
Systemanalysen, Kreislaufwirtschaftskonzepte, Ressourcenmanagement
Stadtforschung, Urbanes Grün, Infrastruktur, Rückbau

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UPwood entwickelt KI- und robotikgestützte Verfahren, um Altholz zu hochwertigen tragenden Bauteilen für den Holzbau aufzubereiten und so eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft im Bausektor zu fördern. Dadurch werden Ressourcen geschont, Kohlenstoff langfristig gespeichert und regionale Wertschöpfung sowie gesünderer und bezahlbarer Wohnraum unterstützt. Unser Team bewertet das neuartige Altholznutzungsverfahren hinsichtlich ökologischer und ökonomischer Aspekte.

Laufzeit: 01/2026 – 12/2027

Partner: KIT, PreZero Holz GmbH, Zirkular GmbH, Grünspecht e.G., Grünhof GmbH

Förderung: Innovationscampus Nachhaltigkeit

C4LaNd ist eine internationale Graduiertenschule, die erforscht, wie die steigenden und oft widersprüchlichen Anforderungen an die Landnutzung mit Klima- und Biodiversitätsschutz vereinbart werden können. Das gemeinsame Forschungsprogramm von KIT, der Universität Hohenheim und der University of Melbourne bietet insgesamt 48 Promotionsstellen in Natur-, Sozial- und Wirtschaftswissenschaften; die erste Kohorte startet im Oktober 2026.

Laufzeit: 10/2026 – 09/2030

Partner: University of Melbourne, Universität Hohenheim

Förderung: DFG

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IT2025 untersucht, wie sich energieintensive Grundstoffindustrien bis 2050 im Zuge der Kreislaufwirtschaft und der Dekarbonisierung technologisch und infrastrukturell transformieren müssen. Im Fokus stehen die Entwicklung und Bewertung neuer Modelle für dezentrale Material- und Energiekreisläufe sowie die Analyse elektrifizierter Industrieprozesse, um eine nachhaltige und klimaneutrale Industrie zu ermöglichen.

Laufzeit: 01/2025 – 12/2027

Partner: KIT, Forschungszentrum Jülich, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie

Förderung: Helmholtz Sustainability Challenge

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URBAN entwickelt einen hochwertigen, ressourceneffizienten Betonkreislauf, indem aus Altbeton ein CO₂-armer Recyclingzement hergestellt und das freigesetzte CO₂ für Karbonatisierungsprozesse wiederverwendet wird. Der Ansatz wird technisch, wirtschaftlich, ökologisch und regulatorisch bewertet und soll die kumulierten CO₂-Emissionen von Recyclingbeton im Vergleich zu herkömmlichem Recyclingbeton um mindestens 40 % senken.

Laufzeit: 11/2022 – 02/2027

Partner: KIT, Universität Stuttgart, Sika Deutschland (GmbH), Holcim Deutschland Zementwert Höver

Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

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FINEST entwickelt innovative Verfahren zur hochwertigen Verwertung von Kunststoffen, mineralischen Zusatzstoffen und dispergierten Metallen aus Abfallströmen und trägt so zur Ressourcenschonung sowie zur Minimierung von Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei. Darüber hinaus fördert FINEST den Wissenstransfer in die Industrie und die Ausbildung von 28 Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern im Rahmen einer internationalen Forschungsschule.

Laufzeit: 07/2022 – 07/2027

Partner: HZDR, KIT, UFZ, HZB, TU Bergakademie Freiberg, Universität Greifswald

Förderung: Helmholtz Sustainability Challenge

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SUSCI entwickelt eine nachhaltige Wertschöpfungskette, um Kunststoffabfälle und biogene Reststoffe durch Pyrolyse als Rohstoffe für die chemische Industrie nutzbar zu machen und fossile Einsatzstoffe im Steamcracker zu ersetzen. Durch die Optimierung der gesamten Prozesskette – von der Pyrolyse über Reinigung und Aufbereitung bis zum Steamcracking – sollen CO₂-Emissionen reduziert, die Kreislaufwirtschaft gestärkt und die Produktion hochwertiger Basischemikalien wie Ethylen und Propylen nachhaltiger gestaltet werden.

Laufzeit: 10/2025 – 09/2028

Partner: KIT, Linde GmbH, Interzero, ARCUS

Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE)

Lehre

Die Professur bietet folgende Lehrveranstaltungen in Bachelor- und Masterstudiengängen an:

Wintersemester 2026/27

• Lebenszyklusanalyse (Vorlesung) 11LE68V-BScSSE-3024

Ziel ist, den Studierenden die Grundlagen der Lebenszyklusanalyse (Life Cycle Assessment, LCA) gemäß der ISO 14040/44 näherzubringen und sie in die Lage zu versetzen, eigenständig die Umweltauswirkungen eines Produkts zu berechnen. Der ganzheitliche Ansatz umfasst die Definition der Rahmenbedingungen, die Inventarisierung, die Bewertung der relevanten Umweltwirkungen und die anschließende Interpretation der Ergebnisse. Zudem werden verschiedene Produktsysteme und Systemgrenzen wie „gate-to-gate“ und „cradle-to-gate“ und unterschiedliche Ansätze zur Allokation und Analyse des Lebensendes eines Produkts behandelt.

• Lebenszyklusanalyse (Übung) 11LE68Ü-BScSSE-3024

Ziel ist, dass die Studierenden die eigenständige Durchführung von Ökobilanzen erlernen. Hierbei werden Beispielfälle mit modernen, open source Softwarelösungen analysiert und besprochen, die als Grundlage für die Bearbeitung der semesterbegleitenden, eigenständigen Projektarbeit dienen. Die Übungen umfassen die Festlegung von Ziel und Untersuchungsrahmen, die Datenanalyse und Erstellung der Sachbilanz, die Berechnung der Umweltauswirkungen sowie die wissenschaftliche Bewertung und Interpretation der Ergebnisse. Zudem werden typische Probleme behandelt und gelöst, die bei der Datenanalyse und Wirkungsabschätzung auftreten, wie beispielsweise Datenkonsistenz, Multifunktionalität und verschiedene Szenarien für das Lebensende eines Produkts.

• Material Life Cycles (Lecture) 11LE68V-8030

Starting from the key drivers for sustainable development the students are introduced to the concepts of life cycle thinking, the circular economy, and environmental management. (Simplified) Life cycle assessment (LCA) and its theory are explained and applied via case studies from science and industry. Moreover, relevant concepts and methods, such as the product Leontief Inverse, contribution analysis, multifunctionality and impact calculation are considered. An overview on the principles and (simple) application of input-output analysis and its adoption to life cycle assessment is given. The students learn different aspects of the closed-loop economy and end of life options, and the consideration of uncertainties in the LCA data. Moreover, future perspectives in LCA research are discussed.

• Material Life Cycles (Tutorials) 11LE68Ü-8030

In the tutorials, the students practice the independent application of the methods learned in the lecture. Using different scenarios, students learn to apply the basic steps of the LCA process and critically evaluate its outcomes. Another focus is to enable students to write simple software solutions for the fundamental numerical concepts of LCA themselves and to apply them on the basis of case studies.

HISInOne

Sommersemester 2026

• Nachhaltigkeitskonzepte und –bewertung (Seminar) 11LE68S-BScSSE-3020

Im Seminar lernen Studierende verschiedene Konzepte und Definitionen von Nachhaltigkeit sowie deren historischen Ursprung kennen. Sie lernen außerdem verschiedene Ansätze zur Bewertung von Technologien und Dienstleistungen in Bezug zu Nachhaltigkeit kennen. Sie verstehen grundlegende systemische Zusammenhänge und Zielkonflikte der Nachhaltigkeitsdiskussion, können die gewonnenen Erkenntnisse auf Praxisbeispiele übertragen und eine eigene Lösungskonzeption für ein beispielhaftes Problem mit Nachhaltigkeitsbezug kreieren. Sie lernen zudem den grundlegenden Aufbau von wissenschaftlichen Texten und die Erstellung von Präsentationen.

Abschlussarbeiten und Studienprojekte

Die Arbeitsgruppe bietet Bachelor- und Masterarbeiten bzw. -projekte im Bereich der Nachhaltigkeitsbewertung an, unter anderem unter Verwendung von Methoden wie Ökobilanzierung (LCA), Stoffstromanalyse (MFA) und techno-ökonomischer Analyse (TEA), z. B. in Sektoren wie Landwirtschaft, Chemieindustrie, Bauwesen und Energiewirtschaft.

Bachelorarbeiten
Masterarbeiten
Masterprojekte

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GIS-basierte Analyse der Flächeninanspruchnahme und der potenziellen Biodiversitätswirkungen des Abbaus kritischer Rohstoffe
(Kontakt: julian.quandt@inatech.uni-freiburg.de)
weitere Themen auf Anfrage

Techno-ökonomische Analyse (TEA) von Proteinen aus Präzisionsfermentation (Kontakt: julian.quandt@inatech.uni-freiburg.de)
GIS-basierte Analyse der Flächeninanspruchnahme und der potenziellen Biodiversitätswirkungen des Abbaus kritischer Rohstoffe (Kontakt: julian.quandt@inatech.uni-freiburg.de)
weitere Themen auf Anfrage

Life Cycle Assessment (LCA) of Green Methanol Production via CO₂ Hydrogenation (Kontakt: zoe.miao@inatech.uni-freiburg.de)
weitere Themen auf Anfrage

Publikationen

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Es werden die 12 aktuellsten Publikation(en) angezeigt

Quandt, J., Eberle, U., Lindner, J. P., Handl, B., & Volk, R. (2026). Environmental impact assessment of dairy protein from precision fermentation. The International Journal of Life Cycle Assessment, 31(12). https://doi.org/10.1007/s11367-026-02765-3
Stallkamp, C., Oehlcke, T., Volk, R., Hennig, M., & Schultmann, F. (2026). Correction to: How do political steering instruments influence the integration of chemical recycling into plastic recycling networks? In Journal of industrial ecology (Vol. 30, Issue 1, pp. 421–425). Springer Nature. https://doi.org/10.1007/s44498-026-00045-9
Frank, A. L. C., Volk, R., Bischof, R., & Schultmann, F. (2026). Quantifying future post-demolition concrete in Germany : a multi-model projection until 2080. Journal of Cleaner Production, 565, 148446. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2026.148446
Vollmer, E., Volk, R., & Schultmann, F. (2026). Assessing the economic viability of thermography-based leak detection for district heating systems. Applied Thermal Engineering, 299, 131038. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2026.131038
Kaya, T., Volk, R., & Schultmann, F. (2026). Bridging scales and methods: a systematic review of mitigation pathway modeling for Germany’s building and construction sector. Sustainable Cities and Society: Advances, 2(2), 100049. https://doi.org/10.1016/j.scsadv.2026.100049
Treml, N., Minden, S., Grünberger, A., Volk, R., Rudi, A., Schultmann, F., & Kaster, A.-K. (2026). Meat versus microbial protein‒a life cycle assessment of present-day value chains. The International Journal of Life Cycle Assessment, 31(5), 65. https://doi.org/10.1007/s11367-026-02637-w
Steins, J. J., Volk, R., Beuchle, G., Reddy, P. R. Y., Sandaka, G., & Schultmann, F. (2026). Economic assessment of post-demolition autoclaved aerated concrete (AAC) recycling and subsequent belite cement clinker production. Circular Economy and Sustainability, 6(2), 88. https://doi.org/10.1007/s43615-026-00796-4
Albiez, M., Dehn, F., Eiche, E., Grauberger, P., Hilgers, C., Holtmann, D., Hoose, C., Kaster, A.-K., Kirchlechner, C., Meier, M., Rabe, K., Matthiesen, S., Schultmann, F., Schulze, V., Selzer, M., Stapf, D., Stemmermann, P., Stutz, H.-H., Ummenhofer, T., … Wilcke, W. (2026). Ressourceneffiziente Kreislaufsysteme am KIT (REKS@KIT): Herausforderungen – Forschungsbedarfe – Empfehlungen (C. Hilgers & V. Schulze, Eds.). Karlsruher Institut für Technologie (KIT). https://doi.org/10.5445/ir/1000189474
Bischof, R., Volk, R., & Schultmann, F. (2025). Thermal insulation, lasting consequences : forecasting ETICS waste and its sustainability challenges. IOP Conference Series. Earth and Environmental Science, 1568(1), 012011. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1568/1/012011
Kaya, T., Volk, R., Lützkendorf, T., & Schultmann, F. (2025). Emissions accounting for Germany’s construction and real estate industry : basics, current status, and needs. IOP Conference Series. Earth and Environmental Science, 1554(1), 012104. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1554/1/012104
Volk, R., Naber, E., Braun, N., Schultmann, F., Norra, S., Krehl, A., Sengl, R., Beck, T., Tomaschewski, P., Tauber, P., Bauer, A., Radon, A., & Schwegle, B. (2025). namares 2.0 – Urbanes Ressourcenmanagement im Quartier ; Fördermaßnahme “Ressourceneffiziente Stadtquartiere für die Zukunft” – Umsetzungs- und Verstetigungsphase. Technische Informationsbibliothek. https://doi.org/10.34657/21508
Feldmann, C., Müller, C., La Magna, R., Dietsch, P., Steffl, S., Volk, R., Mann, P., Manny, A., Dehn, F., & Dörstelmann, M. (2025). ReSidence: towards scalable and circular multi-storey natural hybrid material buildings. https://doi.org/10.3929/ethz-c-000785673