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Nachhaltigkeit, nachhaltige Entwicklung und SDGs
Wenn es um Nachhaltigkeit, nachhaltige Entwicklung (SD), Bildung für nachhaltige Entwicklung (ESD) und die Ziele für nachhaltige Entwicklung (SDGs) geht, konzentriere ich meine Forschung darauf, eine Win-Win-Lösung für die komplexesten Umweltprobleme von heute zu finden. Ziel ist es, ein Nachhaltigkeitsniveau zu erreichen, das seine drei Säulen widerspiegelt: Umwelt, Wirtschaft und Gesellschaft. In Bezug auf SD bewegt sich meine Forschung von der traditionellen Nutzung natürlicher Ressourcen hin zu einer global nachhaltigen Nutzung. Nicht ausschließlich für natürliche Ressourcen, sondern auch für Umweltmanagementsysteme wie Abfallbewirtschaftungssysteme. Ich konzentriere mich bei dieser Forschungsarbeit auf Industrie- und Entwicklungsländer. BNE ist ein weiteres entscheidendes Element dieser Themen. Die Gesellschaft muss ein zufriedenstellendes BNE-Niveau erreichen, insbesondere die jüngere Generation, um das öffentliche Bewusstsein zu schärfen und den Übergang zu nachhaltigen Gesellschaften zu ermöglichen. Ihre Indikatoren liefern ein wertvolles Toolkit für die SDGs, das ich oft verwende oder meine Indikatoren vorschlage, um zu messen, inwieweit Länder, Städte oder Unternehmen ihre SD-Ziele erreichen können.
Nachhaltigkeit ist insgesamt ein weit gefasster Begriff. In manchen Fällen muss er auf lokaler oder regionaler Ebene definiert werden. Diese Definitionen sind entscheidend, da sie einen Fahrplan für die Erreichung der SDGs vorgeben. Nachhaltigkeitsfragen sind in der Regel komplexe Fragen, da sie mehrere Aspekte betreffen: ökologische, wirtschaftliche und soziale Aspekte. Daher schlage ich immer vor, Nachhaltigkeitsfragen mit integrierten Lebenszyklusansätzen und gemischten Forschungsmethoden anzugehen.
Ökobilanz (LCA)
Die Lebenszyklusanalyse (LCA) ist eine bewährte Methode, die die Diskussion und Bewertung von Nachhaltigkeitsthemen aus ökologischer Perspektive, die Erreichung der SDGs sowie die Bewertung und das Verständnis der Auswirkungen technologischer Entwicklung unterstützen kann, z. B. wie Systeme oder Technologien verbessert werden können, um Treibhausgasemissionen zu senken und so die Auswirkungen des Klimawandels zu mildern, ihr Toxizitätspotenzial für die menschliche Gesundheit und das Ökosystem zu verringern usw.
LCA verwendet Daten aus dem Lebenszyklusinventar (LCI), um die vielfältigen Auswirkungen eines bestimmten Produkts, Prozesses, einer Organisation oder Dienstleistung zu untersuchen und zu bewerten. Von der Gewinnung von Rohstoffen (Bergbauaktivitäten) bis zur endgültigen Entsorgung am Ende der Lebensdauer (EoL). Das EoL ist ein Abfallmanagementsystem; es kann aus einigen dieser Technologien bestehen: Deponien, Recycling, Verbrennung und Kompostierung. Daher ist die Abfallmanagementphase (EoL) eine entscheidende Phase jeder technologischen Entwicklung. Die Bewertung mit LCA kann basierend auf den Systemgrenzen und dem Umfang der Studie definiert werden. Zum Beispiel Cradle-to-Gate (vollständiger Lebenszyklus), Cradle-to-Gate (von der Rohstoffgewinnung bis zur Herstellung), Gate-to-Gate (nur Herstellung, nur Transport, nur Verwendung, nur EoL) oder Gate-to-Grave (die Verwendung oder Produktion bis zum EoL). LCI-Daten sind komplex und stellen eine der kritischen Herausforderungen dar, denen wir uns bei der Durchführung einer LCA-Studie hinsichtlich Datenverfügbarkeit, Anwendbarkeit und Genauigkeit stellen müssen. LCA ist mein Werkzeug für Forschungsarbeiten zur Nachhaltigkeit und Technologiebewertung sowie für andere Anwendungen. Meine aktuelle Forschung konzentriert sich auf die Anwendungen von LCA. Meine zukünftige Forschung wird sich darauf konzentrieren, zur Entwicklung der LCA-Methode selbst beizutragen.
Soziale Lebenszyklusanalyse (S-LCA)
Es handelt sich um ein LCA-ähnliches Forschungsthema. Während sich LCA mit Umweltaspekten beschäftigt, befasst sich S-LCA mit sozialen Aspekten.
Integrierte Abfallmanagementsysteme und Elektro- und Elektronik-Altgeräte (WEEE; Elektroschrott) und deren Beitrag zur Eindämmung des Klimawandels
Ich habe jahrelang zu integrierten Abfallmanagementsystemen geforscht und mehrere Artikel zu Nachhaltigkeitsfragen im Zusammenhang mit der Entsorgung von Elektro- und Elektronik-Altgeräten (WEEE; oder E-Schrott) und Siedlungsabfällen (MSWM) sowohl in Industrie- als auch in Industrieländern veröffentlicht. Meine Motivation bestand darin, diese beiden Probleme in Entwicklungsländern anzugehen, in denen Abfallmanagementsysteme von grundlegender Bedeutung sind. Unhygienische Deponien, offene Mülldeponien, informelles Recycling und Verbrennung von Abfällen sind in vielen Entwicklungsländern weit verbreitet, insbesondere in Ländern mit geringem oder minimalem Einkommen, zum Beispiel in mehreren Ländern in der Region Naher Osten und Nordafrika (MENA) und einigen Ländern in Südasien, Afrika usw. In den Industrieländern habe ich den neuesten Stand der E-Schrott-Managementsysteme für verschiedene Haushaltsgeräte (oder E-Produkte) wie Smartphones, Fernseher, Laptops, Desktop-Computer, Kühlschränke und Waschmaschinen untersucht und bewertet. Ich habe die Umweltauswirkungen der einzelnen Managementtechnologien (Recycling, Deponie und Verbrennung) für die Bestandteile dieser elektronischen Produkte, wie zum Beispiel Metalle, beurteilt. (Edel- und unedle Metalle, Papier, Kunststoff, Leiterplatten, schädliche Inhalte in E-Produkten, Glas etc.). Diese Umweltbewertungen umfassen mehr als 10 bedenkliche Umweltprobleme. Meine künftige Forschung zu diesem Thema besteht darin, die Umweltauswirkungen der elektronischen Komponenten in Elektrogeräten durch Modellierungstechniken, Prinzipien der Elektrotechnik und Ökobilanzen zu untersuchen. Außerdem habe ich ein modernes Konzept des integrierten Abfallmanagements (IWM) definiert und einige Ansätze mit integriertem Denken und Lebenszyklusdenken vorgeschlagen, um diese Probleme anzugehen und die Vor- und Nachteile der einzelnen Abfallmanagementtechnologien für ein bestimmtes E-Produkt zu verstehen. In der Literatur wird das Konzept des IWM bisher oft in Zeitschriftenartikeln erwähnt, in der Praxis jedoch selten in solchen Veröffentlichungen gesehen. Ein erhebliches Problem für Forscher in Entwicklungsländern besteht darin, dass keine Qualitätsdaten zur Schätzung der Menge an Elektroschrott in einer bestimmten Stadt oder einem bestimmten Land vorliegen.
Darüber hinaus fehlt eine geeignete Methode, um die Entstehung von Elektroschrott unter den verschiedenen vorhandenen Methoden abzuschätzen. Bei der Erforschung dieser Methode habe ich alle aktuellen Methoden überprüft und bestätigt und eine geeignete Methode zur Erstellung und Erzeugung von Elektroschrott (E-Schrottinventar) für Entwicklungsländer entwickelt. Basierend auf meinen Forschungsergebnissen zu diesem Thema habe ich die Gültigkeit jeder Methode unter welchen Bedingungen ermittelt. Für das MSWM habe ich ökologisch und wirtschaftlich integrierte MSWM-Szenarien für Informanten von Entwicklungsländern untersucht, um mit unangemessenen Abfallbehandlungspraktiken bei der Entwicklung von Zählungen für MSWM und Elektro- und Elektronik-Altgeräte umzugehen. Beispiele für Länder, in denen ich arbeite, sind Jordanien, der Libanon und Vietnam. Integrierte Abfallmanagementsysteme und die Energiegewinnung aus Abfall können zur Eindämmung des Klimawandels beitragen, und diese Forschung ist eines meiner Hauptforschungsinteressen.
Technikbewertung und Umweltpolitik
Aus Nachhaltigkeitssicht muss jede Technologie in jeder Branche zumindest anhand ihrer ökologischen und wirtschaftlichen Leistung bewertet werden. Die Hinzufügung der sozialen Dimension innovativer Technologien kann das Leben von Einzelpersonen und Gesellschaften immer noch verbessern. Der soziale Aspekt umfasst eine breite Palette von Themen, wie Beschäftigungsmöglichkeiten, geringere Armut und eine archivierende und integrierte Gesellschaft. Soziale Integrität in der Technologieentwicklung ist eines meiner Interessen. In diesem Zusammenhang ist die Umweltpolitik ein weiteres Interesse. Die Förderung oder Einführung neuer Umweltpolitiken auf der Grundlage von technologischen Bewertungen der ökologischen und wirtschaftlichen Kosten und Erträge ist von entscheidender Bedeutung.
Gefährliche Abfälle
Kreislaufwirtschaft und Ressourceneffizienz
Bei der Forschung zur Kreislaufwirtschaft und Ressourceneffizienz geht es darum, die lineare (traditionelle) Wirtschaft in eine Kreislaufwirtschaft zu überführen, in der natürliche Ressourcen so weit wie möglich im Nutzungskreislauf bleiben. Hier konzentriere ich mich auf die Entwicklung von Indikatoren für die Kreislaufwirtschaft, da wir einen Ansatz benötigen, um unseren Fortschritt beim Übergang von der Linie zur Kreislaufwirtschaft zu messen. Außerdem interessiere ich mich für die effiziente Nutzung von Ressourcen und Produkten zur Abfallvermeidung. Forschung zum Abfallmanagement kann auch Teil der Forschung zur Kreislaufwirtschaft sein und ist insbesondere für Studien und Recyclingtechnologien erforderlich.
Städtisches Umweltressourcenmanagement und -planung
Die Welt und die Städte wachsen rasant. Dieses Wachstum geht häufig mit Umweltproblemen einher und birgt Risiken für Umwelt und Gesundheit. Die Forschung konzentriert sich auf die Umweltauswirkungen der Urbanisierung, wie z. B. erhöhte Abfallemissionen, saubere Luft und Wasser sowie steigenden Verbrauch und Bedarf an Energie und Ressourcen. Energiestudien sind daher ein wesentlicher Bestandteil dieses Themas.
Simulation und Optimierung chemischer Prozesse
In diesem Forschungsthema konzentriere ich mich auf die chemische Synthese grüner Chemietechnologien, von der Prozessentwicklung und -modellierung, Prozessoptimierung und Energieeinsparung bis hin zur Bewertung ihrer tatsächlichen Umweltauswirkungen. Dabei konzentriere ich mich auf den Hotspot des Prozesses, an dem die Umweltauswirkungen eines Problems wie des Treibhauspotenzials (GWP; Treibhausgasemissionen) oder der Toxizität im Vergleich zu anderen Technologien auf ein akzeptables oder wettbewerbsfähiges Niveau gesenkt werden können. Darüber hinaus führe ich eine Was-wäre-wenn-Analyse durch, um verschiedene Möglichkeiten anderer Entwicklungswege derselben Technologie zu untersuchen: Sicherheit, Energieverbrauch, Umweltverträglichkeit und wirtschaftliche Machbarkeit.
Materialflussanalyse (MFA)
Die Materialflussanalyse ist mit ihren analytischen Fähigkeiten zur Quantifizierung aller Materialflüsse und -bestände (einschließlich Substanzen) in einem klar definierten System ebenfalls ein wichtiges Toolkit oder methodischer Ansatz zur Unterstützung der Nachhaltigkeit. Sie ermöglicht es Forschern, Aspekte menschlicher Aktivitäten auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen in einer Stadt, einer Region, einem Land oder weltweit zu berücksichtigen. Sie ist auch ein wertvolles Instrument zur Unterstützung der Einrichtung geeigneter Abfallmanagementsysteme, Recyclingsysteme, der Entwicklung einer Kreislaufwirtschaft und der Anwendung ihrer Konzepte.
Gesamtmaterialbedarf (TMR)
Der Gesamtmaterialbedarf (Total Material Requirement, TMR) ist ein Ausdruck für die Quantifizierung der Gesamtmasse aller Primärmaterialien, die wir aus der Natur gewinnen müssen, um menschliche und industrielle Aktivitäten zu unterstützen. Damit kann er als „aggregierter Indikator“ sowohl für die traditionelle (lineare) Wirtschaft als auch für die Kreislaufwirtschaft bezeichnet werden. Auch andere auf dieser Seite vorgestellte Forschungsthemen können auf integrierte Weise zusammengeführt werden, um die Frage zu beantworten: Wie können Menschen eine Win-Win-Lösung für die komplexesten Umweltprobleme von heute erreichen? Diese Probleme, die oft mit wirtschaftlichen und sozialen Aspekten verbunden sind, basieren alle auf dem Konzept der Nachhaltigkeit.
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