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Reallabore für die Energie- und Wärmewende

Ecological energy renewable solar panel plant with urban landscape landmarks
Bei der Energie- und Wärmewende spielt der Faktor Zeit eine wesentliche Rolle. Wenn also neue Lösungsansätze für eine nachhaltigere Stadt- und Quartiersentwicklung erforscht werden, sollen die Ergebnisse so schnell wie möglich einsatzbereit sein. Reallabore bieten hierzu einen Experimentierraum im großen Maßstab. Das erleichtert nicht nur technologische Entwicklungen, sondern eröffnet gleichzeitig die Möglichkeit, deren gesellschaftliche Wirkung zu überprüfen. Theorie und Praxis, Forschung und Partizipation liegen deshalb im Reallabor dicht beieinander.

Inhaltsverzeichnis

Das Reallabor als Konzept für die Nachhaltigkeitsforschung

Hinter dem Begriff „Reallabor“ sowie den verschiedenen verwandten Bezeichnungen (Living Labs, Urban Transition Labs, Transition Management etc.) steckt ein methodisches Konzept, das einen transdisziplinären Ansatz verfolgt. Es verbindet dabei den klar abgesteckten und experimentellen Forschungsbereich des Labors mit der Praxis.

Beobachtung, Modell und die Grenzen der wissenschaftlichen Methode

Reallabore sollen praxiserprobte, alltagstaugliche Lösungen für nachhaltige Entwicklungen liefern. Die Herausforderung besteht nicht zuletzt darin, dass komplexe Veränderungsprozesse erforscht werden: Technologische, ökonomische, ökologische, institutionelle und auch kulturelle Faktoren müssen berücksichtigt werden. Denn sie sind alle miteinander verbunden und erzeugen Wechselwirkungen.

Die übliche wissenschaftliche Vorgehensweise kann dieser Komplexität oft nicht mehr ausreichend Rechnung tragen. Beobachtungen, aus denen anschließend Modelle für gewünschte Veränderungen entwickelt werden, schaffen es häufig nicht mehr, die untersuchten Veränderungsprozesse vollständig zu erfassen.
view of the Frankfurt skyscrapers
Das gilt insbesondere für den Faktor Mensch, den rasanten technologischen Fortschritt und die daraus resultierenden Konsequenzen – etwa bei der Digitalisierung. Die hat schon jetzt das individuelle Leben genauso wie das gesellschaftliche Miteinander fundamental verändert. Technologische Neuerungen und die Nutzung durch die Menschen bedingen sich dabei gegenseitig und treiben so immer schnellere Entwicklung zusätzlich an.

Der „Experimental Turn“ für die Transformationsforschung

Vor allem die Transformationsforschung geht deshalb zunehmend dazu über, den klassischen natur- und ingenieurswissenschaftlichen Laboransatz um einen sozialen Kontext zu erweitern. Immerhin werden Veränderungsprozesse erforscht, welche die Menschen unmittelbar betreffen.
Zudem ist die transformative Wissenschaft explizit darauf ausgelegt, die Entwicklung technischer und sozialer Innovationen zu unterstützen. Sie übernimmt also eine aktive Rolle dabei, erforschte Lösungen direkt in der Gesellschaft zu verbreiten.
Grundlage hierfür ist wiederum ein neues Verständnis zum Verhältnis von Wissenschaft und Gesellschaft. Die übliche Beobachter-Rolle der Wissenschaft, die zunächst empirische Daten einbringt und daraus Systemwissen entwickelt (das heißt, Wissen darüber, welche Mechanismen und Zusammenhänge innerhalb des Forschungsfeldes wirken), ist nur noch ein Teil der gesamten Methode. Sie wird um mindestens zwei neue Wissensformen ergänzt:

  • Zielwissen umschreibt die Erkenntnisse dazu, wohin sich die untersuchten Veränderungen in Zukunft entwickeln sollen. Es basiert auf Szenarien, auf die mit Hilfe von Technologie und gesellschaftlichem Wandel hingearbeitet werden soll. Elementarer Bestandteil dieser Form des Wissens sind die Einschätzungen der betroffenen Akteure.
  • Transformationswissen entsteht unter anderem durch das Experimentieren mit dem, was die gewünschte Veränderung bewirken soll. Es hat einen stark pragmatischen Charakter, weil dieses Wissen im Reallabor durch die Versuche in einer realen Umgebung gewonnen wird – sprich: im Alltag der Betroffenen.

Darüber hinaus ist mit Transformationswissen der grundsätzliche Gedanke verbunden, die Erkenntnisse des Reallabors zu verbreiten, zu vermitteln und zur Grundlage für gegenseitiges Lernen zu machen. Denn im Reallabor geht es nicht darum, wissenschaftliches Fachwissen zu generieren.

Weil am Ende eine Transformation zu nachhaltigeren Lebenswelten steht, gehört das Zusammenwirken von Wissenschaft und Zivilgesellschaft ebenso dazu, wie unterschiedliche Wissensformen und eine gemeinschaftliche Beteiligung.
Was ist ein Reallabor Infografik

Merkmale des Reallabors

Eine eindeutige Definition davon, was ein solches Reallabor ist, gibt es allerdings nicht. Das Konzept geht zurück auf die Idee von Realexperimenten, in denen neue methodische Ansätze zur Lösung gesellschaftlich relevanter Fragestellungen eingesetzt werden. Diesen sozialen Kontext übernehmen Reallabore, um die naturwissenschaftliche Vorstellung des Labors auszuweiten.
Dieses bleibt zwar weiterhin eine Forschungswerkstätte, allerdings öffnet sie sich für Erfahrungs- und Handlungswissen der zivilen Gesellschaft. Wissenschaft und Praxis gehen also Hand in Hand.
Trotz der fehlenden allgemeingültigen Definition lassen sich innerhalb des wissenschaftlichen Diskurses wiederkehrende Merkmale des Reallabors finden. Dazu gehören vor allem

  • der Beitrag zu einem nachhaltigen Wandel,
  • Experimente,
  • Transdisziplinarität als grundlegender Forschungsansatz,
  • gesellschaftliche Lernprozesse und Reflexivität sowie
  • Langzeitorientierung, Skalierbarkeit und Transferierbarkeit.

Daneben lassen sich in der wissenschaftlichen Literatur weitere Schlüsselkomponenten finden, etwa die räumliche und thematische Eingrenzung des Labors oder die realweltlichen Probleme, die den Ausgangspunkt darstellen.

Transdisziplinarität: Über die Disziplinen hinaus forschen

Im Fokus der Forschung in den Reallaboren stehen nicht so sehr die technologischen Möglichkeiten. Vielmehr geht es darum, Lösungen für gesellschaftliche Probleme zu suchen und diese zusammen mit den Menschen zu finden. Deswegen geht das Konzept über interdisziplinäre Ansätze hinaus.

Forschen für die Gesellschaft

Der Begriff der Transdisziplinarität existiert seit den 1970er Jahren. Ausgehend von der Wissenschaftsphilosophie ist er seither vor allem in den Bereichen der nachhaltigen Stadtplanung und -gestaltung populär geworden.
Eine einheitliche Definition des Begriffs fehlt nach wie vor, dennoch besteht weitgehende Einigkeit darüber, was mit ihm gemeint ist. Denn entstanden ist die Bezeichnung der Transdisziplinarität aus der Forderung, außerwissenschaftliche und gesellschaftliche Probleme und Entwicklungen in den Mittelpunkt der Forschung zu stellen.
Grundlage hierfür ist die weitreichende Ausdifferenzierung der Wissenschaft mit ihren zahlreichen Disziplinen und Fächern. Sie erlauben eine ganzheitliche Herangehensweise, die sämtliche Aspekte einer Fragestellung beleuchten kann. Transdisziplinäre Forschung zielt nämlich darauf ab, einen gemeinsamen, fächerunabhängigen Forschungsgegenstand zu definieren.
people in bokeh, street of London

Kooperation und Praxis

Der transdisziplinäre Ansatz geht aber nicht nur über fachliche Grenzen hinaus. Weil explizit gesellschaftsrelevante Themen erforscht werden, gehören Partner aus Politik, Verwaltung, Wirtschaft und dem Alltag maßgeblich dazu.
Die direkte Zusammenarbeit mit Akteuren aus der Gesellschaft ermöglicht einen gemeinsamen Lernprozess. Unterstützt wird dieser durch den starken Praxisbezug transdisziplinärer Forschung. Fragestellungen und denkbare Lösungen werden in Kooperation mit den Betroffenen erarbeitet – eingebettet in deren Alltag.
Reallabore zeigen, wie Transdisziplinarität in der Umsetzung funktionieren kann. In einem klar definierten Umfeld wird wissenschaftlich und praktisch an der Lösung für komplexe Probleme gearbeitet. Immer mit dem Anspruch, gesellschaftliche Verbesserungen herbeizuführen.

Innovation und Regulierung

Obwohl die Reallabore Innovationen fördern sollen und deshalb als Experimentierräume angelegt sind, bewegen sie sich keinesfalls außerhalb eines rechtlichen Rahmens. Tatsächlich ist Regulierung ein zentraler Faktor bei der Durchführung eines Reallabors:

  • Sogenannte Experimentierklauseln in bestehenden Gesetzen erlauben in Einzelfällen, die Vorschriften für einen begrenzten Zeitraum zu umgehen – falls dies für das Labor notwendig sein sollte. Hierzu braucht es einen entsprechenden Antrag und dessen Bewilligung.
  • Im praxisorientierten Reallabor ist unmittelbar nachvollziehbar, wie gut aktuelle Regulierungen überhaupt funktionieren können und wie sich daraus ein geeigneter, zukunftsfähiger Rechtsrahmen entwickeln lässt.

Es ist also durchaus ein wesentlicher Teilaspekt der Reallabore, aktiv bei der Gestaltung neuer Regularien und Gesetze mitzuwirken.

Reallabore: Vielfältige Forschung für eine nachhaltige Zukunft

Nachhaltige Zukunftsszenarien benötigen Wandel in zahllosen Bereichen und eröffnen entsprechend viele Fragestellungen, auf die in den Reallaboren Antworten gefunden werden sollen:

  • Welche technologischen Innovationen können dabei helfen, dem Klimawandel entgegenzuwirken?
  • Wie und wo können diese Technologien eingesetzt werden und welche Auswirkungen haben sie – ökologisch, gesellschaftlich und ökonomisch?
  • Welche sozialen Innovationen braucht es daneben für mehr Nachhaltigkeit?
  • Wie müssen und vor allem – wie können sich Lebensstile, Geschäftsmodelle, Arbeitsweisen und Organisationsformen unter nachhaltigen Gesichtspunkten verändern?

Die Komplexität und Tragweite dieser Fragen lässt sich an der Vielfalt der Schwerpunkte erkennen, die inzwischen in zahlreichen Reallaboren erforscht werden. Darüber hinaus werden erfolgreich weitere Ansätze erprobt, um Wissenschaft und Zivilgesellschaft zusammen zu bringen.

Citizen Science – Gemeinsam forschen

Das Konzept ist bereits deutlich über 100 Jahre alt. Als erste organisierte, gemeinsame Arbeit von Wissenschaft und Bürgern gilt das Projekt Christmas Bird Count der US-amerikanischen National Audubon Society. Seither wird die Vogelzählung in jedem Jahr durchgeführt.
Das Grundprinzip hinter Citizen Science lautet, Bürger zu Forschern zu machen. Durch die heute verfügbaren Technologien haben sich hierfür weitreichende Möglichkeiten ergeben: Dank der Digitalisierung können sich Menschen im Grunde überall und zu jeder Zeit an Forschungsprozessen beteiligen.
happy child girl picking wild mushrooms on the walk in summer or autumn forest
Sammeln, Messen, Kartieren, Fotografieren und Dokumentieren helfen dabei, neues Wissen zu verschiedenen Themen zu gewinnen. Etwa zu Igelbeständen, Luftverschmutzung, Wasserqualität und vielem mehr. Die Bandbreite der Projekte, die auf „Bürger schaffen Wissen – Die Citizen Science Plattform“ aufgeführt werden, deckt von Archäologie über Tiere, Gesundheit, Landnutzung bis hin zu Technik und Mikroorganismen eine große Vielfalt an Themengebieten ab.

Reallabore für Wald, Mobilität und bessere Teilhabe

Ähnlich wie mit den Citizen Science-Projekten verhält es sich mit Reallaboren. Obwohl es darum geht, Lösungen zu finden, die innerhalb eines komplexen Gesamtsystems funktionieren, sind die Schwerpunkte sehr unterschiedlich.

Future City Lab Universität Stuttgart: Reallabor für nachhaltige Mobilitätskultur

Stuttgart ist in nahezu jeder Hinsicht eine Auto-Stadt. Der Autoverkehr bestimmt deshalb auch die Mobilität. Im Rahmen des Verkehrsentwicklungskonzepts der Stadt soll sich dies ändern – 20 Prozent weniger Autos auf den Straßen sind das Ziel bis 2030.
Stuttgart Königstraße
Das Future City Lab Stuttgart will zu diesem Zweck Impulse für den Wandel setzen, in einer Kooperation von Wissenschaft, Verwaltung, Unternehmen und den Bürgern. Die nachhaltige Mobilitätskultur soll Ressourcen schonen und für mehr Lebens- und Aufenthaltsqualität sorgen. Zu den angeschlossenen Projekten gehören unter anderem:

  • Die Bürger-Rikscha. Ehrenamtliche Fahrer befördern Senioren in einer Fahrrad-Rikscha und ermöglichen so wieder mehr (umweltfreundliche) Mobilität.
  • Freies Lastenrad Stuttgart. Das Projekt soll die Lastenradnutzung fördern, setzt aber zugleich auf Kooperation und Teilen. Geliehen werden die Lastenräder über eine zentrale Onlineplattform, bei den Nutzungsregeln können die Bürger partizipieren.
  • Mobilitätsschule. Das Angebot vermittelt alternative Mobilitätsformen und wie diese bestmöglich genutzt werden können. Ziel ist es, intermodaler Mobilität zu größerer Bedeutung zu verhelfen.
  • Parklets für Stuttgart. Das Experiment untersucht verschiedene Möglichkeiten, um Stellplätze für Autos wieder für andere Nutzungen als öffentlicher Raum verfügbar zu machen – etwa für Beete, Bänke oder Fahrrad-Garagen.

Biomassepark Hugo Gelsenkirchen

Im Ruhrgebiet stellt sich an vielen Stellen die Frage, wie mit alten Industriebrachen umgegangen werden soll. Eine Herangehensweise wird schon seit einigen Jahren in Form der Rekultivierung des Hugo-Geländes in Gelsenkirchen erprobt. Auf dem alten Zechengelände mit einem Umfang von rund 22 Hektar Fläche ist inzwischen eine völlig neue Landschaft entstanden. Sie dient zwei unterschiedlichen Zwecken:

  • Eine Kurzumtriebsplantage mit Weiden und Pappeln liefert regelmäßig Biomasse als nachhaltige Energiequelle.
  • Daneben ist eine etwa 10 Hektar große Parkanlage entstanden, die von Wander- und Radwegen durchzogen ist. Die Freizeitanlage fungiert gleichzeitig als räumliche und soziale Verbindung zu den angrenzenden Wohngebieten. Deren Bewohner finden auf dem Areal außerdem Flächen für Urban Gardening, die einen zusätzlichen Mehrwert schaffen.

Zeche Hugo Gelsenkirchen

DoNaPart – psychologisches und kommunales Empowerment durch Partizipation im nachhaltigen Stadtumbau

Reallabore und der mit ihnen angestrebte Wandel zu mehr Nachhaltigkeit brauchen die Menschen, um auf Praxiswissen zugreifen zu können und um angestoßene Prozesse mitzutragen. Ein Projekt der Fachhochschule Dortmund widmet sich deshalb möglichen Beteiligungsansätzen, die Bürgern eine bessere Teilhabe am Stadtumbau bieten.
Im Zentrum stehen dabei Aktionen und Projekte, welche die Bürger in Eigeninitiative durchführen können: Freifunk-Netzwerke, Fahrrad-Werkstätten und ähnliche Vorhaben tragen auf verschiedenen Ebenen zum nachhaltigen Wandel bei – indem sie ihn selbst gestalten.
Diese drei Beispiele zeigen nur einen bruchstückhaften Ausschnitt aus den Möglichkeiten, die das Forschen in Reallaboren bietet. Neben Energiegewinnung, Klimaresilienz, Mobilität und Partizipation ist etwa die Digitalisierung ein übergreifendes Thema. Smarte Vernetzungen lassen sich erst durch ihren Einsatz realisieren – und diese spielen beim nachhaltigen Wandel eine zentrale Rolle.

Stadtquartiere für die Energie- und Wärmewende

Vernetzte, sektorübergreifende Lösungen sind allerdings eine komplexe Aufgabe. Im Hinblick auf die Energie- und Wärmewende werden solche Ansätze deshalb zunehmend in Stadtquartieren erprobt. Sie bieten für Reallabore ideale Voraussetzungen: Der „Laborraum“ ist überschaubar und gleichzeitig groß genug, um etwa technologische Innovationen im industriellen Maßstab zu erforschen.
Seit 2017 wird der Reallabor-Ansatz mit einem Schwerpunkt auf den Quartieren deshalb vom Bundesministerium für Energie und Wirtschaft (BMWi) gefördert. Aus anfänglich sechs Leuchtturmprojekten sind inzwischen deutlich mehr geworden: Mit dem Förderformat „Reallabore der Energiewende“ wurde die Tür für neue Projekte aufgestoßen, die sich verschiedenen Themen widmen.
In der Reihe „Reallabore für die Energie- und Wärmewende – Energieeffiziente Stadtquartiere“ stellen wir einige dieser Forschungsvorhaben vor.

Quellen:

Beecroft, Richard/Parodi, Oliver: Reallabore als Orte der Nachhaltigkeitsforschung und Transformation. Einführung in den Schwerpunkt.
https://core.ac.uk/download/pdf/328139722.pdf
Borner, Joachim/Kraft, Anne: Konzeptpapier zum Reallabor-Ansatz.
http://komob.de/wp-content/uploads/2018/08/ENavi_Reallabore_Borner-Kraft.pdf
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi): Reallabore – Testräume für Innovation und Regulierung.
https://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Dossier/reallabore-testraeume-fuer-innovation-und-regulierung.html
George, Anna/Quass, Wilm: Experimental turn. Das Reallabor im Kontext transformativer Forschung und Modus III-Wissenschaft.
https://journals.uni-kassel.de/RRes/article/view/34/29
Lohrberg/Matros: Grüne Labore. Experimente zum Stadtpark von morgen.
https://lebendige-stadt.de/pdf/Gruene_Labore.pdf
Meyer-Soylu, Sarah/Parodi, Oliver/Trenks, Helena/Seebacher, Andreas: Das Reallabor als Partizipationskontinuum. Erfahrungen aus dem Quartier Zukunft und Reallabor 131 in Karlsruhe.
https://core.ac.uk/download/pdf/328139726.pdf
Pfau-Weller, Natalie: Ein Reallabor für Ihre Stadt: 5 Tipps zur erfolgreichen Umsetzung.
https://blog.iao.fraunhofer.de/ein-reallabor-fuer-ihre-stadt-5-tipps-zur-erfolgreichen-umsetzung/
Rose, Michael/ Wanner, Matthias/ Hilger, Annaliesa: Das Reallabor als Forschungsprozess und -infrastruktur für nachhaltige Entwicklung. Konzepte, Herausforderungen und Empfehlungen (Wuppertal Papers 196).
https://epub.wupperinst.org/frontdoor/deliver/index/docId/7433/file/WP196.pdf
Waag, Philipp: Inter- und transdisziplinäre (Nachhaltigkeits-)Forschung in Wissenschaft und Gesellschaft (artec-paper 181).
https://www.uni-bremen.de/fileadmin/user_upload/sites/artec/Publikationen/artec_Paper/181_paper.pdf
Wissenschaftlicher Dienst des Deutschen Bundestags: Reallabore, Living Labs und Citizen Science-Projekte in Europa.
https://www.bundestag.de/resource/blob/563290/9d6da7676c82fe6777e6df85c7a7d573/wd-8-020-18-pdf-data.pdf

Weiterführende Links:

Quartier Zukunft – Labor Stadt.
https://www.quartierzukunft.de/
Netzwerk Reallabore
https://www.reallabor-netzwerk.de/
Stadtmanufaktur Berlin – Reallabore
https://stadtmanufaktur.info/reallabore/
Bürger schaffen Wissen – Die Citizen Science Plattform
https://www.buergerschaffenwissen.de/
Future City Lab Universität Stuttgart: Reallabor für nachhaltige Mobilitätskultur
http://www.r-n-m.net/

Bilder:

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