Research bridge

HEiKAexplore

"Explorer" by ahmad syahrir von Pexels

Die Forschungsbrücke HEiKAexplore dient der Erkundung und Unterstützung neuer, strategisch bedeutsamer Themenfelder. HEiKAexplore widmet sich hierzu in regelmäßigem Wechsel einem großen, gemeinsamen Themenfeld (außerhalb der etablierten Themenfelder der etablierten HEiKA Forschungsbrücken: AIP, MTH, OE, PAC und SB), in dem bestehende Zusammenarbeiten durch HEiKA gestärkt und neue angeregt werden sollen. Wichtiges Ziel für HEiKA ist es hierbei jeweils Themenfelder zu fördern, die ein erkennbares Potential zur Initiierung eines neuen gemeinsamen Forschungsverbundes mitbringen. Daraus ergibt sich automatisch, dass ein HEiKAexplore Themenfeld bereits eine gewisse Breite sowohl auf Seiten das KIT als auch der Universität Heidelberg mitbringen sollte, um ein Zusammenarbeit über ein einfaches HEiKA Projekt hinaus zu ermöglichen.

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2018/2019: Modellierung, Simulation und Optimierung für die Energiewende

EnergiewendeDas Gelingen der Energiewende ist von gesellschaftlicher Relevanz, denn im Zuge der grundlegenden Transformation der Energieversorgung in Deutschland ist die Versorgungssicherheit zu jedem Zeitpunkt zu garantieren. Die Bundesregierung hat als ehrgeiziges Ziel formuliert, den Energieverbrauch bis 2050 um 50 Prozent im Vergleich zum Jahr 2008 zu reduzieren. Mindestens 80 Prozent des Bedarfes sollen mit Hilfe von erneuerbaren Energien wie Windkraft oder Solarenergie gedeckt werden um 80 Prozent Kohlendioxid einzusparen. Bei gleichzeitiger Abschaltung von Großkraftwerken ist eine steigende Anzahl von Schalteingriffen notwendig, damit die Sicherheit der Energieversorgung gewährleistet ist. Die wachsende Anzahl von Energieerzeugern, die Verteilung und die Speicherung der Energie in dem volatilen, mit Unsicherheit behafteten nichtlinearen Energiesystem stellen die Netzbetreiber vor neue Herausforderungen, um den zeitabhängigen Bedarf zu decken. Zur Realisierung der Energiewende ist es unabdingbar, dass neue Methoden im Bereich der mathematischen Modellierung, Simulation und Optimierung für Energienetzwerke entwickelt werden. Auch sind gesellschaftswissenschaftliche Methoden voranzutreiben, um die Akzeptanz der Energiewende in der Gesellschaft zu erhöhen.

Die Aktivitäten in der Forschungsbrücke umfassen sowohl die methodische Forschung in Mathematik, Informatik, wissenschaftlichem Rechnen, Energietechnik und Energiewirtschaft als auch den Technologietransfer von der Forschung in die Praxis. Synergien werden in der Forschungsbrücke genutzt, indem die exzellenten Kompetenzen des KIT in Energietechnik und Energiewirtschaft mit der Expertise der Universität Heidelberg in der methodischen Entwicklung effizienter numerischer Ansätze im Bereich des wissenschaftlichen Rechnens und der mathematischen Optimierung kombiniert werden.

Das Ziel der Forschungsbrücke ist es, ein Umfeld zu schaffen, das die Potentiale des Netzwerkes der beteiligten Arbeitsgruppen in Karlsruhe und Heidelberg nutzt, um den Entscheidungsträgern in Politik und Gesellschaft wissenschaftlich fundierte Argumente zu liefern und der Industrie und den Netzbetreibern die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende durch neu entwickelte Methoden zu ermöglichen.

Wissenschaftliche Koordination:

2017/2018: Textwelten und Wissensforschung

TextwissenschaftenDie historische und systematische Erforschung von ‚Wissen‘ als dem zentralen Leitkonzept der Wissenschaften einerseits, der modernen Wissensgesellschaft andererseits sowie seiner (text)medialen Repräsentation und Vermittlung, stehen mit dem Thema "Textwelten und Wissensforschung" im Zentrum der Forschungsbrücke HEiKAexplore für die nächste Ausschreibungsrunde. Eine besondere Rolle werden dabei auch Fragen der Erzählforschung, der Fiktionsforschung und der Rhetorik zukommen:

Welche Arten von Wissen vermitteln Erzählungen? Wie ist das Verhältnis von Wissen und Fiktion zu beschreiben? In welcher Weise dienen rhetorische Verfahren wie etwa Metaphern der Wissenserschließung und -vermittlung? Welchen Bedeutungswandel erfahren Topoi wie z.B. die des Automaten, des künstlichen Menschen oder Cyborgs bis in die Gegenwart?

Untersucht werden im Rahmen der Forschungsbrücke unter anderem die historischen Wandlungen von Wissensansprüchen in unterschiedlichen wissenskulturellen Situationen sowie Formen der Darstellung, Produktion, Diskussion, Distribution, Rezeption und Kanonisierung von Wissen. Dabei hat die Erforschung von Wissen nicht allein gelehrtes, theoretisches Wissen zum Inhalt, sondern auch Alltags- und praktisches Anwendungswissen. Die Relation von Text und Bild spielt in diesem Zusammenhang eine, die Epochen vor und nach der ‚Gutenberg-Galaxis‘, Vormoderne und Gegenwart, medial unmittelbar verbindende Rolle. Zentral sind darüber hinaus Fragen nach Formen und Bereichen des alternativen oder auch ungesicherten Wissens.

Wissenschaftliche Koordination:

2016/2017: FACE - Facing Environmental Change: Research, Communication, Action

UmweltveränderungenGesellschaften sehen sich heute einer Vielzahl von Herausforderungen im Umgang mit ihrer Umwelt gegenüber, die bisherige Lebensweisen grundlegend in Frage stellen. Adäquate Lösungsstrategien für diese Problemkonstellationen zu finden, ist daher eine dringende gesamtgesellschaftliche Aufgabe. Dies unterstrich im April 2015 der Wissenschaftsrat in seinem Positionspapier „Zum wissenschaftspolitischen Diskurs über große gesellschaftliche Herausforderungen“. Beispiele für Handlungsfelder im Umweltkontext sind u.a. der Klimawandel sowie Ressourcen- und Energiefragen, insbesondere in Städten.

Die wissenschaftliche Analyse der Umweltherausforderungen stellt bei der Erarbeitung von entsprechenden Strategien einen ersten Schritt dar. Dabei gilt es einerseits, auf natur- und ingenieurwissenschaftlicher Ebene die konkreten Problemzusammenhänge zu erforschen und mögliche nachhaltige Lösungswege aufzuzeigen. Andererseits ist auf sozial- und geisteswissenschaftlicher Seite nach vergangenen und gegenwärtigen Mustern in der Wahrnehmung von und in den Reaktionen auf diese Phänomene zu fragen. Da Lösungsstrategien sowohl auf individueller als auch auf kollektiver Ebene zu implementieren sind und sich auch räumlich manifestieren, ist darüber hinaus die Vermittlung der Lösungswege und der entsprechenden Verhaltensänderungen an den Einzelnen, an verschiedene gesellschaftliche Gruppen und die Gesamtgesellschaft in den Blick zu nehmen. In diesem Zusammenhang ist die Einbeziehung von verhaltens-, kommunikations-, bildungs- und raumwissenschaftlicher Expertise von Bedeutung.

In der HEiKAexplore-Forschungsbrücke „Facing Environmental Change: Research, Communication, Action (FACE)“ sollen Projekte initiiert werden, die Umweltherausforderungen aus verschiedenen Perspektiven untersuchen und die gewonnenen Erkenntnisse miteinander in Beziehung setzen.

 

Beispielhaft seien drei innerhalb von FACE denkbare Forschungsfelder skizziert:

Klimatische Extremereignisse mit einer Dauer von Wochen bis Monaten forderten und fordern Gesellschaften enorm heraus. Die kombinierte Betrachtung natürlicher und gesellschaftlicher Archive erlaubt nicht nur die Identifizierung, sondern auch die wechselseitige Überprüfung der Signifikanz der detektierten Ereignisse. Auf dieser Grundlage können die Ereignisse selbst und gesellschaftliche Reaktionen auf sie untersucht und bewertet werden. Vorschläge für den Umgang mit klimatischen Extremereignissen können so wissenschaftlich informiert formuliert werden.

Trotz des wissenschaftlichen Konsenses glaubt ein beachtlicher Teil der Gesellschaft, dass der Klimawandel nicht von Bedeutung bzw. gar nicht real ist. Trotz eindringlicher Appelle und einiger gesetzgeberischer Initiativen hat der Autoverkehr in Deutschland nicht abgenommen und der Gebrauch von Plastikverpackungen und -tüten ist nicht reduziert worden. Angesichts solcher Befunde stellt sich die Frage, wie die Kommunikation wissenschaftlicher Erkenntnisse und die daraus resultierenden Handlungsempfehlungen für den Einzelnen und die Gesellschaft zielführender zu formulieren sind. Wie können Erkenntnisse zur Nachhaltigkeit und zum Umgang mit den aktuellen Umweltherausforderungen (zum Beispiel CO2-neutrale Lebensweise im städtischen Bau- und Lebenskontext, in der Raumplanung und Wasserwirtschaft) effektiv und tiefgreifend wirksam an ein breites Publikum vermittelt werden? Wie ist diese Herausforderung wiederum in Forschungsansätze zu integrieren?

Städte sind in besonderer Weise von den Auswirkungen des globalen Umweltwandels betroffen. Dichte, Vielfalt und Komplexität biotischer (natürliche Ströme und Stoffflüsse), physischer (Verkehrs-, Strom- und Grünnetze usw.), sozioökonomischer (Machtaspekte, wirtschaftlicher Austausch usw.) und virtueller Verflechtungen (soziale Netzwerke, smart grids usw.) stellen Städte stetig vor die Herausforderungen, urbane Systeme neu zu organisieren. Vor dem Hintergrund von Interessenkonflikten sowie Konflikten zwischen Bewältigungsstrategien kommt der Identifizierung nachhaltiger Steuerungs- und Handlungsoptionen für unterschiedliche Verhaltens- und Akteurskonstellationen im Raum große Bedeutung zu.

Wissenschaftliche Koordination:

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2017