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Konsequenzen der wachsenden Weltbevölkerung für die Versorgungssicherheit

Die stetig wachsende Weltbevölkerung zu ernähren wird eine der größten
Herausforderungen der Zukunft sein. Dazu zählt auch die Versorgung mit den Ressourcen
Energie und Wasser.

Das Thema umfasst technische, biologische, demografische,
infrastrukturelle, versorgungstechnische, kulturelle, gesundheitliche
und soziale Aspekte:

• Lebensmittelversorgung (Lagerung, Logistik, Kühlung, Frischwaren)
• Versorgung mit Trinkwasser und Abwasserentsorgung
  (Leitungen, Technologien, Kontaminationsgefahren)
• Industrielle Lebensmittelproduktion ersetzt landwirtschaftliche Selbstversorgung
• Intensive Landwirtschaft gefährdet biologischen Anbau
• Großbäckereien und Großschlachtereien zur Versorgung der Stadtbevölkerung
• Müllentsorgung und Wiederaufbereitung (Wertstofftrennung, Abgasprobleme)
• Gesundheitsversorgung (ambulante Gesundheitsstationen / Ärzte, Krankenhäuser)
• Pflegenotstand (Fachkräftemangel, Immigration, Pflege und
  Technik wie z. B. Pflege- und Serviceroboter)
• Kultur im Zentrum (Großveranstaltungen, Sicherheit)
• Wassergewinnung in der Wüste (Wasser aus Luft)

Verbindungen zwischen Menschen und Maschinen zur Optimierung von
Informations- und Datenaustausch

Die Welt wird komplexer. Umso wichtiger ist eine optimale Kommunikation.
Was bedeutet das für die Entwicklung und Anwendungsmöglichkeiten zur Verbesserung
der Kommunikation zwischen Menschen oder zwischen Menschen und Maschinen?

Im Fokus stehen technische, soziale und wirtschaftliche Aspekte:

• Ansteuerung von Maschinen in Industrie, Verkehrswesen und Haushalten
  (energiesparende Heizung und Beleuchtung, Fahrzeug- und Verkehrskontrolle)
• Apps und Programme: Entwicklung von Steuerungen/Regelungen
  für Anwendungen in Schule, Studium und Beruf
• Digitalisierung: Einfluss auf das zwischenmenschliche Kommunikationsverhalten
• Modellbildung: Simulation komplexer Vorgänge (Verkehr, Prozesstechnik)
• Kontinuierliche Überwachung von Maschinen, Prozessen und Bauwerken
  (Fernüberwachung, Sensorik, Sicherheit)
• Industry 4.0: vernetzte Systeme (Machine-to-machine-Kommunikation)

Energiesparende Technologien und Materialien für die globale Mobilität

Gerade im Bauwesen sind nachhaltige Perspektiven gefragt.
Der Leichtbau ist eine bedeutende Schlüsseltechnologie dafür.

Das Thema umfasst technische wie wirtschaftliche Inhalte:

• Einsatz in der Infrastruktur und Mobilität
  (Brückenkonzepte, Pkw-Verkehr, Luftfahrt, Raumfahrt)
• Vergleich von Auslegungsmethoden (FEM / analytische Verfahren wie Kesselformel)
• Experimenteller Vergleich der Tragfähigkeit
  unterschiedlicher Konstruktionen (Trägerprofile)
• Vorteile der Leichtbau- und Verbundwerkstoffe
  (Aluminium, Magnesium, Kunststoffe und faserverstärkte Materialien)
• Konsequenzen der Landflucht (Überalterung der Landbevölkerung, Höfesterben)
• Werkstoffliches und energetisches Einsparungspotenzial (Isolierung)
• Gewinnung, Aufbereitung und Recycling von Materialien

Entwicklung der Stadtlandschaften im Zeichen der Verstädterung

Das globale Städtewachstum nimmt rasant zu. Auch die Zahl der Menschen
in Megastädten wächst rapide.

Die Bereiche Städteplanung, Architektur, Bau- und Versorgungstechnik
sowie kulturelle und soziale Fragen stehen bei diesem Thema im Fokus:

• Stadt der Zukunft (Stadtplanung, Versorgungssicherheit, Entsorgung)
• Konsequenzen der Verstädterung (Wohnungsnot, Infrastruktur, Kommunikation)
• Auswirkungen der Landflucht (Überalterung der Landbevölkerung, Höfesterben)
• Urban Mining (Recycling, Rohstoffgewinnung)
• Urbane Wohn-, Arbeits- und Freizeitkonzepte (vertikale Stadt)
• Armut und ihre Bekämpfung in städtischen Bereichen (Armut, Kriminalität, Bildung)
• Perspektiven und Grenzen der Stadtentwicklung (Verkehrschaos, Verkehrskonzepte)

Sicherheitsbedürfnisse der Staaten, Wirtschaftsinteressen der Industrie
und Persönlichkeitsrechte der Bürger im gesellschaftlichen Spannungsfeld

Hinter dem Begriff Big Data verbirgt sich ein brisantes Thema, bei dem
unterschiedliche Sichtweisen aufeinandertreffen. Dazu zählen Erzeugung,
Übertragung, Sicherung und Verwendung von individuellen Daten.

Technische, soziale, wirtschaftliche und politische Fragen
stehen bei diesem Thema im Mittelpunkt:

• Grenzen zwischen individuellen, persönlichen und öffentlichkeitsrelevanten Daten
• Datenübertragungswege und Zugriffsmöglichkeiten
• Datenspeicherung in der Cloud
• Verschlüsselung von Daten bei der Übertragung
• Wirtschaftliche und politische Nutzung von persönlichen Daten
• IT-Sicherheit und soziale Medien – gesellschaftlich verantwortlicher Umgang
  mit Twitter, Facebook etc.

Sicherstellung der Energieversorgung von Industrie und Bevölkerung

Es herauszufinden, welche Mittel zur Verfügung stehen, um in erneuerbare
Ressourcen zu investieren. Und wie die Energiewende ohne Kostenexplosion
zu erreichen ist. Wie mit Grund- und Spitzlastversorgung umgehen?

Das Thema vereint infrastrukturelle, versorgungstechnische,
ökonomische, technische und wirtschaftliche Aspekte.

• Dezentralisierung der Stromerzeugung als Ersatz für Großkraftwerke
  (Kraftwerk im Keller, Langfristspeicherung von Energie)
• Redundanz der Energieerzeugung durch erneuerbare und konventionelle Energien
  (Kompensation von wind- und sonnenscheinarmen Perioden)
• Schwankende Stromversorgung und Strompreise und die Konsequenzen für Konsumenten
  (Smart Home, Nachfragesteuerung durch Preispolitik)
• Suche nach optimalen Standorten für Kraftwerke
  (Windzonen, Wüstenstrom, Erdwärme, Wasserkraft)
• Energie aus dem Meer (Wellen- und Gezeitenkraftwerke)
• Virtuelle Kraftwerke und kommunale Versorgungsmöglichkeiten
  (zeitlich koordinierter Zusammenschluss von kommunalen
  Verbrauchern wie Raumheizung und Schwimmbad)

Der Widerspruch zwischen Ressourcen-Verfügbarkeit und Wohlstand

Ressourcen und Wohlstand sind auf unserem Planeten sehr ungleich verteilt – das gilt für den heutigen Verbrauch, aber auch für den durch früheren Konsum verursachten Mangel an verfügbaren Ressourcen. Darüber hinaus verbraucht die Menschheit in Summe mehr als 130 % der verfügbaren Ressourcen dieses Planeten - beutet die Erde also über Gebühr aus und schafft weitere Probleme durch Umweltverschmutzung und Landverbrauch. Dies hat dramatische Auswirkungen auf die jetzige und auf zukünftige Generationen und spiegelt sich wieder in

• Verteuerung von Rohstoffen
• Hunger und Durst durch Knappheit an Nahrungsmitteln und Trinkwasser
• Verlust an natürlichen Lebensräumen für Tiere und Pflanzen
• Artensterben und Reduzierung der Biodiversität
• Kriege und politische Einflussnahme für den Zugang zu Rohstoffen
• Aufwändigere Methoden zur Rohstoff-Gewinnung und Wiederaufbereitung
• Verhinderung von Entwicklungsprojekten durch Armut

Gleichzeitig streben weltweit immer mehr Menschen nach höherem Wohlstand, wodurch der Ressourcen-Verbrauch weiter steigt und die Schere zwischen Menschen im Wohlstand und Menschen in Armut immer größer wird. Dieses Konfliktfeld zwischen Wohlstand, Ressourcen-Verbrauch und wachsender Weltbevölkerung führt unweigerlich in eine Katastrophe, sofern sie nicht durch bessere Ressourcen-Effizienz, Schaffung einer Kreislaufwirtschaft, bessere Technologien und alternativen Geschäftsmodellen sowie Begrenzung des Wachstums verhindert wird.

Positive Entwicklungen zeichnen sich aus durch Schaffung dezentraler Energie- und Kommunikationsnetze, Verbesserung der Bildung, regionale Recycling-Projekte, Entwicklung kooperativer Geschäftsmodelle mit Zugang zu Kapital, Sicherung von Lebensräumen gegen Hochwassergefahren durch Schutzdeiche und durch den Bau von Wasserspeichern gegen Dürre.

Die Analyse solcher Entwicklungen oder die Erarbeitung eigener Vorstellungen für notwendige Veränderungen im Rahmen von Projekten vertieft die Kenntnisse über Perspektiven zur Abwehr zukünftiger Krisen. Diese Veränderungsprozesse darzustellen oder selbst umzusetzen oder miterlebt zu haben, gibt den Rahmen zu Arbeiten zum diesjährigen Sonderthema, besonders mit Fokus auf sozialen, politischen sowie technischen und gesellschaftlichen Aspekten.