DIGITALISIERUNG UND NACHHALTIGKEIT

DIGITALISIERUNG UND NACHHALTIGKEIT

Die größte technologische Transformation innerhalb planetarer Grenzen denken.

— Dr. Christine Kolbe \\ KLUGEKONZEPTE

DIGITALISIERUNG

größte technologische Transformation der Menschheitsgeschichte mit der schnellsten Fortschrittsdynamik.

zentraler Faktor der Globalisierung: vernetze Märkte, globale Konzerne, Logistik ... (digitaler Kapitalismus)

Black Box: digitale Prozesse durchziehen alle Lebensbereiche und finden im Verborgenen statt (postdigital)

größte technologische Transformation der Menschheitsgeschichte mit der schnellsten Fortschrittsdynamik.

Black Box: digitale Prozesse durchziehen alle Lebensbereiche und finden im Verborgenen statt (postdigital)

zentraler Faktor der Globalisierung: vernetze Märkte, globale Konzerne, Logistik ... (digitaler Kapitalismus)

CHRISTINE KOLBE \\
klugekonzepte.de

Exponentielle Entwicklungsdynamik:

immer stärkerer Anstieg an verarbeiteten Datenmengen - Streaming, Cloud-Lösungen, Social-Media-Plattformen, Internet of Things (IoT), KI, ...
extrem schnelle Erneuerungszyklen von Endgeräten und stetig steigende Rechenleistung
Energie- und Ressourcenverbrauch
steigen ebenfalls exponentiell!

Digitalisierung geht mit sozialen und ökologischen Kosten einher.

Der Blick auf planetaren Grenzen fordert:

\\ Kritische Betrachtung

\\ nachhaltige Steuerung + Gestaltung

... von digitaler Technologien

größte technologische Transformation der Menschheitsgeschichte mit der schnellsten Fortschrittsdynamik.

Black Box: digitale Prozesse durchziehen alle Lebensbereiche und finden im Verborgenen statt (postdigital)

zentraler Faktor der Globalisierung: vernetze Märkte, globale Konzerne, Logistik ... (digitaler Kapitalismus)

CHRISTINE KOLBE \\
klugekonzepte.de

ENERGIEBEDARF & EMISSIONEN

“Wir produzieren jeden Tag 500 Millionen Tweets. 294 Milliarden E-Mails. Vier Milliarden Gigabyte an Facebook-Daten. 720.000 Stunden YouTube-Videos.“

"2018 haben wir 33 Zettabytes Daten produziert auf unserem Planeten – ein Zettabyte ist acht mal 10 hoch 21 Bits. Eine 8, gefolgt von 21 Nullen. 2025 dürften wir 175 Zettabyte erreicht haben. Und das wird nicht stoppen"

— Melvin Vopson, Physiker University of Portsmouth on England | UK

Jede Suchanfrage im Internet, jedes gestreamte Video und jede Art von Cloud-Computing, milliardenfach ausgeführt, ist für einen global immer grösser werdenden Energiebedarf verantwortlich – und somit auch für steigende CO2-Emissionen.

größte technologische Transformation der Menschheitsgeschichte mit der schnellsten Fortschrittsdynamik.

Black Box: digitale Prozesse durchziehen alle Lebensbereiche und finden im Verborgenen statt (postdigital)

zentraler Faktor der Globalisierung: vernetze Märkte, globale Konzerne, Logistik ... (digitaler Kapitalismus)

CHRISTINE KOLBE \\
klugekonzepte.de

Zahlen \\ Fakten

Strombedarf von Rechenzentren in Deutschland hat sich
2010 - 2020 fast
verdoppelt.
16 Milliarden Kwh -
mehr als Berlin.

Rechenzentren

Rechenzentren sind das Rückgrat der Digitalisierung.
Ihr Betrieb verbraucht viel Strom.

Neben der Bezugsquelle (fossil oder regenerativ) ist der effiziente Betrieb (Auslastung) zentral.

Auch der Umgang mit Abwärme ist ein zentrales Thema.

Ein Großteil des weltweiten digitalen Datentransfers entfallen auf das Streamen von Filmen und Webvideos.

Die Verbäuche variieren je nach Übertragungsweg, Endgerät und Bildqualität.

Zahlen \\ Fakten

UMTS (3G) = 90 Gramm CO2 /h.
5G Übertragungstechnik
= 5 Gramm CO2 /h
Kupferkabel (VDSL)
= 4 Gramm CO2 /h
Glasfaser
= 2 Gramm CO2 /h

Videostreaming

Der Energieverbrauch von Videokonferenzen setzt sich zusammen aus Datenübertragung (Rechenzentrum), häuslicher Infrastruktur und Endgerät.
Videokonferenzen sind in der Bilanz fast immer besser für das ⁠Klima⁠ als die Anreise zu einem physischen Meeting.

Zahlen \\ Fakten

Teilnahme an einer einstündigen Videokonferenz mit dem Laptop verursacht Emissionen von 55 g CO2e

Das ist in etwa so viel wie
1 km mit dem Fernzug zu fahren.

Videokonferenz

Kryptowährung kommt durch Verschlüsselungen ohne Banken aus.

Sie wird durch komplizierte Rechenaufgaben erzeugt, die zeitintensiv sind und viel Energie verbrauchen.

Besonders die populärste digitale Währung Bitcoin nutzt ein problematisches Verfahren.

Zahlen \\ Fakten

54 Mio t CO2-Emissionen entstehen aktuell weltweit durch Schürfungen und Transaktionen von Kryptowährungen (Schätzung Anfang 2022)
Bitcoin Netzwerk verbraucht jährlich etwa so viel Strom wie die Niederlande mit mehr als 17 Millionen Einwohnern
(ca. 141 Terawattstunden).

Kryptowährung

Vernetzung und Steuerung von Alltagsgegenständen, Gebäuden, Infrastruktur, Logistik und Mobilität über das Internet wächst rasant.

Das bedeutet immer größere Datenmengen/Energiekosten.

Konsum/Produktion von Neugeräten, Sensoren und Gadgets steigt enorm.

Zahlen \\ Fakten

In 2022 waren Schätzungen zufolge weltweit rund 16 Milliarden IoT-Geräte im Einsatz. [1]
Bis zum Jahr 2025 soll es europaweit rund 1,7 Milliarden vernetzte Haushaltsgeräte geben

Internet der Dinge (IoT)

RESSOURCEN-VERBRAUCH

Produktion & Bereitstellung von Endgeräten, Infrastruktur und Rechenzentren sind äußerst ressourcenintensiv und umweltgefährdend.

Die Digitalisierung führt momentan eher zu einem Mehrverbrauch an natürlichen Ressourcen als zu deren Einsparung.

Zahlen \\ Fakten

Bei der Herstellung eines Laptops gehen nur ca. 2 % der Materialien in das Produkt selbst ein.

IT Herstellung

Seltene Erden sind relativ weiche Metalle, die aus Erzen gewonnen werden; mit Säuren, werden sie aus Bohrlöchern gewaschen.

Der Abbau von seltenen Erden bedingt massive Umweltzerstörung und findet oftmals unter menschen-rechtswidrigen Arbeits-bedingungen statt.

Zahlen \\ Fakten

Mit fast 90 Prozent Marktanteil (Stand: 2019) dominiert China die weltweite Produktion von Seltenen Erden.
Abbau-Schlacke wird in künstlichen Teichen gelagert; Der weltweit Größte hat eine Fläche von mittlerweile 10 km².

Seltene Erden

Digitale Technologien gehen mit hohen Wasserverbräuchen einher.

Es wir vor allem für den Abbau und die Verarbeitung von Metallen (u.a. Kupfer, Lithium und Seltene Erden) benötigt.

Auch Wasserverschmutzung beim Abbau der Rohstoffe ist ein großes Problem.

Zahlen \\ Fakten

Für die Herstellung eines Computers sind 20.000 Liter Wasser nötig.
ungefähr 4.000 Liter entfallen auf die Platine.
Die Mikrochip-Herstellung benötigt pro Stück etwa 32 Liter Wasser.

Wasser

Die Menge an Elektroschrott steigt stetig; Gründe hierfür

kurze Produktzyklen
kostspielige/aufwendige Reparaturen
Obsolenszenz

Entsorgung problematisch
- viele Materialien gefährden Umwelt und Gesundheit.

Die Recycling-Quoten sind erschreckend gering.

Zahlen \\ Fakten

53,6 Millionen Tonnen Elektroschrott landen pro Jahr auf dem Müll
Der Global E-Waste Monitor 2020 berechnete ein Wachstum von 21 % innerhalb von fünf Jahren.
Seltene Erden, Tantal, Gallium und Indium haben globale Recyclingraten von unter 1%

Elektroschrott

Vermarktung von nachlässig hergestellten Produkten, die ...

a) schnell verschleißen / kaputt gehen und schwer zu warten bzw. zu reparieren sind.

b) mit schnell wechselnden Neuauflagen und funktionalen bzw. technische Verbesserungen verbunden sind.

Zahlen \\ Fakten

Erhöhung der durchschnittlichen Lebensdauer von Smartphones auf zehn Jahre spart 6,2 Mio Tonnen CO2
Recht auf Reparatur für Smartphones und Tablets auf EU-Ebene geplant: Akkus sollen einfacher ausgetauscht werden können, Sicherheits-Updates auch für ältere Modelle sollen zur Pflicht werden.

Obsoleszenz

REGULIERUNG

"Man könnte das Internet, da rund die halbe Menschheit online lebt, als das größte Land der Erde bezeichnen - allerdings eines, das sich nie Ziele oder Regeln zum Umgang mit Ressourcen gesetzt hat."

größte technologische Transformation der Menschheitsgeschichte mit der schnellsten Fortschrittsdynamik.

Black Box: digitale Prozesse durchziehen alle Lebensbereiche und finden im Verborgenen statt (postdigital)

zentraler Faktor der Globalisierung: vernetze Märkte, globale Konzerne, Logistik ... (digitaler Kapitalismus)

CHRISTINE KOLBE \\
klugekonzepte.de

Ökodesign-Richtlinie (2009/125/EG | europarechtliche Richtlinie)

verbesserte Energieeffizienz und allgemeine Umweltverträglichkeit von Elektrogeräten

gesamten Lebenswege wird berücksichtigt
Mindestanforderungen an das Produktdesign
für Produktgruppen Studien durchgeführt und Ziele für die Verbesserung der Produkte ermittelt.

größte technologische Transformation der Menschheitsgeschichte mit der schnellsten Fortschrittsdynamik.

Black Box: digitale Prozesse durchziehen alle Lebensbereiche und finden im Verborgenen statt (postdigital)

zentraler Faktor der Globalisierung: vernetze Märkte, globale Konzerne, Logistik ... (digitaler Kapitalismus)

CHRISTINE KOLBE \\
klugekonzepte.de

DIGITALISIERUNG FÜR NACHHALTIGKEIT

DIGITALE INNOVATIONEN:

Intelligente Lösungen für energieeinsparende
und ressourcenschonende Prozesse.

Energie

Mobilität

Produktion / Industrie

Baubranche

Landwirtschaft

Kreislaufwirtschaft

Energie

Transformation des Energiesystems:

Senkung des Energieverbrauchs
dezentrale Produktion und Nutzung von Strom aus erneuerbaren Quellen

Digitale Datenerhebung- und austausch („Smart Grids“) sichern

Vermeidung von Überlast
gewährleisten Netzstabilität auch bei räumlich verteilter und zeitlich schwankender Energieeinspeisung

CHRISTINE KOLBE \\
klugekonzepte.de

Mobilität

Digitale Lösungen für die sozial-ökologischen Mobilitätswende durch

Homeoffice - Vermeidung von Verkehr
attraktiver ÖPNV durch digitale Optimierung
Echtzeitinformationen - Smart-City-Systeme

CHRISTINE KOLBE \\
klugekonzepte.de

Produktion / Industrie 4.0

Digitale Technologien sollen:

bedarfsorientierte Produktion optimieren
unnötige Überschüsse verhindern

Cyber Physical Systems (CPS): Speicherprogrammierbare Steuerungen versetzen Maschinen, Controlling, Produktion in die Lage, den Grad ihrer Energieeffizienz zu kommunizieren.

CHRISTINE KOLBE \\
klugekonzepte.de

Baubranche

Digitale Kataster-Tools - alle Materialien /Produkte eines Objekts, werden erfasst:

Trennbarkeit
gebundenes CO2
Toxizität

„Building Information Modeling“ für Neubau (BIM) - "Digitaler Zwilling“ simuliert gesamten Gebäude-Lebenszyklus:

Errichtung
Gebäudebetrieb
Umbau- / Rückbau

CHRISTINE KOLBE \\
klugekonzepte.de

Landwirtschaft

Sensoren analysieren Pflanzen- und Bodengesundheit
Künstliche Intelligenz hilft bei der gezielten Ausbringung von Dünger oder Pflanzenschutzmittel
IoT steuert die effiziente Bewässerung von Feldern

CHRISTINE KOLBE \\
klugekonzepte.de

Kreislaufwirtschaft

Stoff- und Informationsflüsse können durch digitale Produktpässe effektiver erfasst werden.
Smarte Sensoren in Geräten übermitteln laufend Informationen über Betrieb, Fehler oder Wartungsbedarf.
Digitale Plattformen organisieren Sharing Modelle

CHRISTINE KOLBE \\
klugekonzepte.de

Die Digitalisierung ist ein entscheidender Hebel für den Klimaschutz:

Digitale Technologien können 41% zum deutschen Klimaziel 2030 beitragen.

Kritik

Rebound-Effekte
unkritisch gegenüber Eindämmung von Überkonsum + Suffizienz
Einseitiger Fokus auf Emissionseinsparung / Klimaschutz verliert komplexe Krise der Ökosysteme aus dem Blick

Hoffnung

[bitkom Studie zu Klimaeffekten der Digitalisierung 2021]

Die Digitalisierung ist ein entscheidender Hebel für den Klimaschutz:

Digitale Technologien können 41% zum deutschen Klimaziel 2030 beitragen.

Kritik

Hoffnung

[bitkom Studie zu Klimaeffekten der Digitalisierung 2021]