Textlogo 'UFR', Abkürzung für 'Universität Freiburg'
Professur für Nachhaltiges Energie- und Stoffstrommanagement
Siegelement der Uni Freiburg in Form eines Kleeblatts

Forschung

Wir entwickeln Szenarien für nachhaltige Zukünfte und berechnen für diese, wie groß die durch menschliche Bedürfnisse verursachten Energie- und Materialverbräuche und die mit der Material- und Energieversorgung verbundenen Umweltauswirkungen sind. Mittels der dafür verwendeten Stoffkreislaufmodelle wollen wir verstehen, wie gesellschaftliche Wohlfahrt von Umweltauswirkungen durch Ressourcenverbrauch entkoppelt werden kann. Folgende Strategien und Politikinstrumente stehen dabei im Fokus

  • Ressourceneffizienz (Kreislaufwirtschaft)
  • ordnungspolitische Maßnahmen
  • wirtschaftliche Anreize
  • verschiedene städtische Formen
  • Maßnahmen zur Verringerung der sozialen Ungleichheit
  • Suffizienz und alternative Lebensstile

Unsere Forschung konzentriert sich auf Verteilungsfragen (wer hat Zugang zu, wer profitiert von Dienstleistungen der gebauten Umwelt, wie Wohnraum und Transport?), Auswirkungen der Transformation der gebauten Umwelt hin zu weniger Ressourcenverbrauch, der Kreislaufwirtschaft der Massen-Materialien wie Stahl, Beton, Holz, Kunststoffe Aluminium und Kupfer) sowie die Ermittlung der systemweiten Ressourcen-Fußabdrücke (Energie, Materialien, Treibhausgase, Wasser, Landnutzung).

Unsere Forschung ist Teil der interdisziplinären Fachgebiete Industrieökologie und sozial-metabolische Forschung. Sie trägt zu einem umfassenden Verständnis des Nachhaltigkeitspotenzials der verschiedenen Strategien bei. Unsere Szenarien helfen dabei, wirksame politische Hebel zu identifizieren, mit deren Hilfe menschliches Wohlbefinden von Ressourcennutzung und Umweltzerstörung entkoppelt werden kann.

Die Ergebnisse unserer Arbeit stellen wir einem breiten Publikum zur Verfügung: u.a. politischen Entscheidungsträgern, Beratern, Industrieverbänden, Nichtregierungsorganisationen, der breiten Öffentlichkeit und der weltweiten wissenschaftlichen Gemeinschaft. Dazu betreiben wir ein Open-Science-Portal  mit einem Blog, einer Datenbank mit unseren Forschungsergebnissen, Information zu unseren Modellen, umfangreichem Lehrmaterial sowie interaktiven Visualisierungswerkzeugen. Die Publikationen der Mitglieder der Arbeitsgruppe Industrial Ecology Freiburg sind über die jeweiligen Links zu Google Scholar abrufbar.

Mitglieder der Gruppe sind in unserer Fachgesellschaft, der International Society for Industrial Ecology (ISIE), in verschiedenen Funktionen aktiv. Offene Stellen werden auf der Jobbörse  der ISIE veröffentlicht.

Aktivitäten und aktuelle Projekte

Future Forests

Unsere Forschungsgruppe ist am Exzellenzcluster „Future Forests – Adapting Complex Social-ecological Forest Systems to Global Change” beteiligt. Diese große Forschungsplattform startet 2026 und umfasst mehr als 50 Forscher. Unser Beitrag konzentriert sich auf die Entwicklung von Szenarien und Transformationspfaden für die zukünftige Nutzung von Holz in verschiedenen Anwendungsbereichen, von langlebigen Holzmaterialien bis hin zu innovativen Holzprodukten wie hard carbon für Batterien. Unser Ziel ist es, den potenziellen Klimanutzen dieser Holzanwendungen zu verstehen und zu ermitteln, unter welchen wirtschaftlichen und politischen Bedingungen dieser Nutzen realisiert werden kann.

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SOUVERÄN – Souveräne und nachhaltige Lieferketten für zentrale Energiewendetechnologien – Materialsubstitution, Ressourceneffizienz und Kreislaufwirtschaft

Ziel des Projektes ist die Beschreibung der Lebenszyklen und Lieferketten wichtiger Technologien für die Energiewende (Photovoltaik, Windkraft, Elektrolyse und Batterietechnologien) sowie von Transformationspfaden für das Energiesystem der EU durch detaillierte wissenschaftliche Analysen unter Einbeziehung relevanter Akteure aus Industrie und Wirtschaft. Damit soll sichergestellt werden, dass die Transformationspfade mehrere Nachhaltigkeitskriterien in Bezug auf Treibhausgasemissionen, Kreislaufwirtschaft und Transformationskosten erfüllen.

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CIRCOMOD – EU-Projekt zur Modellierung der Kreislaufwirtschaft für den Klimaschutz

Ungefähr ein Viertel der menschgemachten Treibhausgasemissionen entsteht in der Materialproduktion. Die Kreislaufwirtschaft zielt darauf ab, den Einsatz natürlicher Ressourcen und Verluste in der Produktion zu reduzieren und das Recycling sowie eine längere Nutzung von Produkten durch besseres Design, Reparaturen und Wiederaufarbeitung zu fördern. Die aktuellen wissenschaftlichen Modelle und Szenarien für die Klimapolitikgestaltung berücksichtigen keine Optionen der Kreislaufwirtschaft. CIRCOMOD wird eine neue Generation von Modellen entwickeln, die diese Lücke schließen werden.

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Zentrale Publikationen

Forschungsprojekt

Angemessener Lebensstandard, Wohlstand und übermäßiger Konsum in der Lorenzkurve

Ein neues, von Stefan Pauliuk entwickeltes Modell berechnet nachhaltige Konsumkorridore auf der Grundlage eines angemessenen Lebensstandards und des akzeptablen Konsum-Maximums unter ökologischen Obergrenzen, während gleichzeitig ein akzeptables Maß an Ungleichheit und ein reichlicher Wohlstandskonsum möglich sind. Ausgehend von der Erkenntnis, dass ein angemessener Lebensstandard den Anstieg der Lorenzkurve für das unterste Dezil festlegt, bestimmt dieses einfache Modell den Gesamtverbrauch anhand von nur drei Faktoren: dem angemessenen Lebensstandard pro Kopf, dem Gini-Koeffizienten und der Gesamtbevölkerung. Nach Einführung einer Obergrenze für akzeptablen Konsum teilt sich der Gesamtverbrauch in drei Komponenten auf: Deckung der Grundbedürfnisse, Wohlstandskonsum und übermäßiger Konsum. Wir brauchen bessere Daten, um die Ungleichheit von Dienstleistungen, Konsum und Zugang zu Infrastruktur ermitteln zu können, geeignete Messgrößen für die Ungleichheit im Konsum sowie eine Debatte über wünschenswerte Ungleichheitsniveaus in der Gesellschaft.

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Forschungsprojekt

Materialbedarf für ein gutes Leben

Menschenwürdige Lebensstandards (Decent Living Standards, DLS) beschreiben einen Schwellenwert an Dienstleistungen wie Wohnen, Ernährung oder Transport, der zur Linderung von Armut erforderlich ist. Dr. Johan Vélez quantifizierte die Menge an Materialien, die für einen DLS erforderlich sind, und kommt zu dem Ergebnis, dass ein Material-Fußabdruck von etwa 6 t/(cap*yr) und Bestände Gebäuden oder Infrastruktur von etwa 43 t/cap erforderlich sind. Ernährung (39 %) und Mobilität (26 %) tragen am meisten zum gesamten Material-Fußabdruck bei. Lesen Sie die Veröffentlichung (Vélez und Pauliuk 2023) hier:

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Forschungsprojekt

Ressourcen- und Emissionseinsparungen durch Materialeffizienz

Die Materialproduktion ist für ein Viertel der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich. Wir präsentieren eine globale Analyse der Möglichkeiten von Materialeffizienz von Personenkraftwagen und Wohngebäuden. Wir betrachten geringere Verluste in der Verarbeitung, leichteres Design, Materialsubstitution, längere Lebensdauer und höhere Serviceeffizienz, Wiederverwendung und Recycling. Zusammen können diese Strategien die kumulativen globalen Treibhausgasemissionen bis 2050 um 20-52 Gt CO2-Äq (Wohngebäude) und 13-26 Gt CO2-Äq (Personenkraftwagen) reduzieren, je nachdem, wie schnell die technischen Potentiale einzelner Strategien genutzt werden. Neben der Energieeffizienz und der klimafreundlichen Energieversorgung ist die Materialeffizienz die dritte Säule der tiefgreifenden Dekarbonisierung der Volkswirtschaft.

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Sämtliche Publikationen unserer Arbeitsgruppe

Open-Science-Portal

Freiburger Open-Science-Portal für Industrieökologie und sozial-metabolische Forschung

Unsere Gruppe betreibt ein Open Science Portal mit einem Blog, einer Datenbank mit Forschungsergebnissen aus unserem Fachgebiet, Informationen zu unseren Modellen, umfangreichem Lehrmaterial und interaktiven Visualisierungswerkzeugen.

https://www.industrialecology.uni-freiburg.de/