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05/2020 KI - können wir mit Rechenleistung den Planeten retten?

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05/2020 KI - können wir mit Rechenleistung den Planeten retten?

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von Reset

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Von vielen unbemerkt greift Künstliche Intelligenz (KI) schon längst in unseren Alltag ein - sei es als Übersetzungssystem, Suchmaschine, persönlicher Sprachassistent oder auf bestimmte Tätigkeiten hin programmierte Roboter. „Dass KI in Zukunft für Wissenschaft, Gesellschaft und insbesondere die Wirtschaft ein enorm wichtiges Erfolgskriterium sein wird, ist mittlerweile hinlänglich akzeptiert", sagt Kate Saslow, Projektmanagerin für KI und Außenpolitik bei der Stiftung Neue Verantwortung. Das hat vor allem damit zu tun, dass die potenziellen Anwendungsmöglichkeiten der intelligenten Computerprogramme extrem vielseitig sind und als Querschnittstechnologie die verschiedensten Bereiche verbinden.

Damit ist klar: Die Zeit lässt sich nicht mehr zurück drehen und statt in der aktuell gesellschaftlich noch immer verhandelten Frage „ ob wir KI überhaupt brauchen und wollen" zu verharren und so vielleicht die Chance zu verpassen, die Entwicklungen mitzubestimmen, sollten wir nach Antworten auf die Fragen suchen, in welchen Bereichen wir KI einsetzen wollen und wie wir deren Einsatz so gestalten, dass sie dem Wohl der Menschheit dient.

Zuerst: Was ist Künstliche Intelligenz?

Sprach- oder Gesichtserkennung, Suchmaschinen, selbstfahrende Autos, Computerspiele, Social Bots (Chatbots, die menschliche Kommunikation nachahmen) oder Roboter - in all diesen Bereichen wird schon heute stark auf KI gesetzt.

Aber was ist Künstliche Intelligenz eigentlich genau? Eine einzige allgemeingültige Definition von KI gibt es bisher nicht. Suchen wir den kleinsten gemeinsamen Nenner, lassen sich Künstliche Intelligenzen als Computerprogramme beschreiben, die selbst lernen und sich selbst verbessern können. Intelligent sind diese in so weit, als dass kognitive Entscheidungsstrukturen des Menschen durch Programmierung nachgebaut werden - dazu gehören u.a. die visuelle Wahrnehmung, Spracherkennung und -generierung, Schlussfolgerungen, Entscheidungsfindung und Handeln als auch die Anpassungsfähigkeit an wechselnde Umgebungen.

Einfache, „nicht-intelligente" Algorithmen (zum Beispiel Navigationsgeräte) sind auf klare Fragestellungen hin programmiert: dies ist das Problem und das wird so gelöst (bspw. „Suche den kürzesten Weg von A nach B"). Die sehr heterogenen KI-Anwendungen basieren dagegen nicht auf der klassischen deterministischen Programmierung, sondern auf statistischer Datenanalyse. In einem Lernprozess - auch maschinelles Lernen genannt - lernt das künstliche System anhand von Trainingsdaten aus Beispielen, die es nach der Lernphase eigenständig verallgemeinern kann. Ein KI-gestütztes Übersetzungssystem zum Beispiel wird in der Trainingsphase mit hunderttausenden Daten gefüttert (Eingabesatz deutsch, Ausgabesatz englisch) und lernt dabei nicht die Beispiele auswendig, sondern Muster und Gesetzmäßigkeiten (in diesem Fall, welches Wort in welches Wort, welcher Satz in welchen Satz übersetzt wird), die dann auch auf neue, zuvor noch nicht gesehene Daten angewendet werden können.

Intelligente Computerprogramme - eine rasante Entwicklung

Der europäische Markt für Künstliche Intelligenz wird von rund drei Milliarden Euro im Jahr 2019 bis auf zehn Milliarden Euro im Jahr 2022 wachsen. Das entspricht einem jährlichen Wachstum von durchschnittlich 38 Prozent, wie das European Information Technology Observatory (EITO) in seiner Studie „AI in Europe - Ready for Take-off" feststellt.

Ausschlaggebend für die rasanten Entwicklungen in den letzten Jahren im Bereich der KI-Anwendungen sind die schnell gewachsenen Computer-Leistungen - denn erst diese ermöglichen die Verarbeitung der großen Datenmengen der rasch voranschreitenden Digitalisierung. Ein Ende dieser Entwicklungen ist nicht in Sicht: Die Informatiker Dario Amodei und Danny Hernandez, die beide für OpenAI arbeiten, ein Non-Profit-Forschungsunternehmen, das unter anderem der KI-kritische Elon Musk gegründet hat, kommen in ihrer Studie zu dem Ergebnis, dass in der Zeit von 2012 bis 2017 eine Steigerung um den Faktor 300.000 statt gefunden hat. Das heißt, dass die neuen KI-Systeme im Moment im Schnitt alle dreieinhalb Monate ihr Tempo verdoppeln und damit immer größere Datenmengen verarbeiten können.

Künstliche Intelligenz und Nachhaltigkeit - ein gutes Team?

KI wird in vielen gesellschaftlichen - und vor allem wirtschaftlichen - Bereichen als Schlüsseltechnologie gehandelt. Ist sie vielleicht auch ein Schlüssel für die Transformation unserer Gesellschaft hin zu ökologischer und sozialer Nachhaltigkeit? Anbetracht des drängenden Handlungsbedarfs, um den Klimakollaps abzuwenden oder mindestens einzudämmen, haben sich verschiedenste Projekte, Startups und Forschungsvorhaben aufgemacht, mit Hilfe der intelligenten Computerprogramme neue Lösungen zu finden:

Bei der Erdbeobachtung können zum Beispiel Verfahren des maschinellen Lernens - wie die Mustererkennung und die Verknüpfung großer Datenmengen - zusammen mit von Satelliten erfassten Daten dabei behilflich sein, präzise Aussagen über klimatischen Veränderungen auf unserem Planeten zu treffen.

Das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) zum Beispiel will maschinelle Lernalgorithmen mit hochauflösenden Satellitenbildern kombinieren, um schnell und präzise auf Bodenveränderungen auf der ganzen Welt zuzugreifen - und zwar dann, wenn noch etwas getan werden kann.

Der 2017 gestartete Satellit Sentinel-5P ist eine Zusammenarbeit zwischen drei europäischen Nationen im Rahmen des EU-Programms Copernicus Earth-Monitoring. Mit einem speziellen Instrument kann Sentinel-5P eine breite Palette von Schadstoffen, wie zum Beispiel Ozon, Methan, Kohlenmonoxid und Schwefeldioxid, mit bisher unerreichter Auflösung und Genauigkeit hervorheben. Die Informationen sollen dann mit Hilfe von KI entschlüsselt und so die Verursacher von Schadstoffeinträgen in unsere Atmosphäre aufgespürt werden.

Mit Sensoren und KI geht das Münchener Startup Hawa Dawa das Thema Luftverschmutzung in unseren Städten an: Hawa Dawa hat ein mobiles Messgerät entwickelt, das per IoT mit der Hawa Dawa-Software vernetzt ist, die in Echtzeit Wetter- und Verkehrsdaten abgleicht. Die mit Künstlicher Intelligenz ausgestattete Software lernt stetig aus der Datenzusammenstellung dazu und kann so zum einen Prognosen erstellen, aber auch Daten für Bereiche simulieren, an denen keine Sensoren installiert sind. So entsteht eine flächendeckende Luftgüte-Karte in Echtzeit.

Im Energiesektor kann KI dabei helfen, die wachsende Komplexität der Dezentralisierung des Energiesystems, die mit der Umstellung auf erneuerbare Energieträger einhergeht, zu regeln, als auch die Infrastrukturen effizienter zu nutzen und die Flexibilität des Energiesystems zu erhöhen, indem Energiesysteme (Smart Grids), intelligente Gebäudesteuerung und Energiedatenmanagement intelligent vernetzt werden.

Grüne Ampeln sparen nicht nur Zeit, sondern auch Kraftstoff. Gerade bei größeren Fahrzeugen wie LKWs oder Bussen sind diese Einsparpotenziale enorm. Die Hamburg Port Authority (HPA) testet momentan das Projekt „Green4Transport" im Hamburger Hafen. Ziel ist die Optimierung des Verkehrsflusses, indem Fahrzeuge untereinander und mit Ampeln vernetzt werden.

Der Übertragungsnetzbetreiber National Grid hat zusammen mit der Oxford Universität, dem Environmental Defense Fund Europe und dem WWF einen sogenannten „Carbon Intensity Forecast" entwickelt, eine Art „Wetterbericht" für sauberen Strom. Die Software kann so angeben, zu welchen Teilen sich der britische Strom aus erneuerbarer und nicht-erneuerbarer Energie zusammensetzt, woraus dann eine Vorhersage der CO2-Emissionen resultiert. Die Vorhersagen erhalten die Verbraucher*innen per App und können so ihren Energiekonsum in Perioden mit niedriger Kohlenstoff-Intensität verschieben.

Und auch für die umweltfreundlichere Gestaltung des Verkehrssystems oder für die Abfall- und Kreislaufwirtschaft könnten KI-Anwendungen einen Beitrag leisten:

Lebensmittelverschwendung ist ein riesiges Problem, auch in der Gastronomie. Das Problem liegt meist darin, dass nicht richtig erfasst wird, wie viel und was wann weggeworfen wird. Das 2013 in London gegründete Unternehmen Winnow Vision will mit Künstlicher Intelligenz bei diesem Problem Abhilfe schaffen. Winnow hat ein smartes System entwickelt, das die weggeworfenen Lebensmittel fotografisch erkennt und erfasst. Mit diesen Informationen erstellt das System regelmäßig Berichte, in denen das Volumen, der Wert und die Umweltauswirkungen des Abfalls berechnet werden. Mit diesem Wissen können die Gastronom*innen bewusste Entscheidungen treffen, um Lebensmittelverschwendung in den Küchen zu reduzieren.

Weitere Beispiele, wie KI zum Beispiel dabei hilft, Wildtiere zu schützen oder unsere Wälder zu erhalten findest du hier: Nachhaltigkeit und KI

Nachhaltige KI und Startups - eine Nische

Auch wenn KI-Anwendungen in allen Bereichen wie Pilze aus dem Boden schießen, so ist der Einsatz der Technologie im Nachhaltigkeitskontext noch verhalten. Das zeigt sich sowohl bei einem Blick auf die Anzahl der Startups als auch bei Forschungsvorhaben und Förderungen.

Im Rahmen einer Studie des Umweltbundesamts wurde die Datenbank Crunchbase nach Startups durchsucht, die KI-Technologien im Kontext von Nachhaltigkeit anwenden. Die Recherche ergab insgesamt 155 Unternehmen. Im Vergleich zu den insgesamt knapp 12.000 Startups, die in der Datenbank Bezüge zu Künstlicher Intelligenz angeben, sind Startups mit Nachhaltigkeitsbezug daher eine Nische.

Wie vertrauenswürdig ist KI?

Aktuell wird neben einem sehr technologisch geprägten Diskurs über Machbarkeiten und Möglichkeiten von KI auch eine ethische Auseinandersetzung mit dem Thema geführt.

Zentrale Fragen sind dabei:

Wie autonom handelt eine KI (Autonomie)? Der Autonomie-Begriff von KI-Systemen stellt die Selbstbestimmung des Menschen infrage. Dies wird aktuell vor allem am Anwendungsfall von autonom (automatisiert) fahrenden Fahrzeuge diskutiert.

Wie kommt eine KI zu einer Entscheidung (Vertrauenswürdigkeit und Transparenz)? In den Prinzipien der Algorithmen maschinellen Lernens selbst liegt eine gewisse Intransparenz, da die Verwendung statistischer Zusammenhänge die Nachvollziehbarkeit der Algorithmen erschwert. Zum Beispiel kann aus einem Algorithmus nicht immer abgeleitet werden, warum bei einem bestimmten Eingangswert ein bestimmter Ausgangswert herauskommt. Die Antwort: „Weil der Algorithmus es aus den Beispieldaten so gelernt hat" ist für ein tieferes Verständnis unbefriedigend. Dies kann auch aus Umweltsicht zu einem Problem werden; nämlich dann, wenn Entscheidungen von KI-Systemen Umweltschäden verursachen.

Um zu verhindern, dass KI-Systeme die in der Gesellschaft vorhandenen diskriminierenden Muster reproduzieren und nicht-nachhaltige Entscheidungen treffen, muss einerseits eine größtmögliche Transparenz der Algorithmen gewährleistet als auch darauf geachtet werden, dass die Trainingsdaten für Algorithmen inklusiver gestaltet werden.

KI als Kundenflüsterer

Die meisten Startups, Finanzdienstleister und etablierten E-Commerce-Unternehmen haben KI längst in ihren mobilen Applikationen, Einkaufssystemen oder der Datenverarbeitung ihrer Online-Shops integriert. Die intelligenten Algorithmen klassifizieren und prognostizieren, schlagen Kund*innen passgenau Produkte vor und geben Kaufempfehlungen.

Bedenklich dabei ist, dass im KI-Bereich die Dominanz der großen IT-und Internet-Konzerne (Google, Microsoft, Apple, Facebook, IBM, Amazon u.a.) - wie auch in allen anderen Bereichen der Digitalwirtschaft - fortgesetzt wird. Diese global agierenden Anbieter digitaler Dienste haben mittlerweile nahezu eine Monopolstellung inne und verfügen über riesige Datenpools. Aus Nachhaltigkeitsperspektive ist daran vor allem problematisch, dass die Digitalkonzerne ihre Dienste mit KI-Anwendungen immer weiter personalisieren und immer treffsichere Prognosen über die Kaufinteressen ihrer Kund*innen erstellen und damit letztlich den Konsum weiter steigern. „Das Senken von technischen Hürden, das Integrieren von Kaufempfehlungen und -bewertungen in den Alltag von Konsumenten über soziale Netzwerke und personalisiertes Marketing können Konsumenten zu häufigeren Käufen bewegen, begrenzt lediglich durch das verfügbare Einkommen", weist auch die UBA-Studie „ Konsum 4.0 " nach.

Damit sorgt der aktuell vorrangige Einsatz von KI-Anwendungen mit Konsumsteigerungen für einen höheren Ressourceneinsatz und steigende CO2-Emissionen.

Der Energiehunger des maschinellen Lernens

Neben einem stark durch ethische Bedenken geprägten Diskurs über die Risiken von KI ist aus Nachhaltigkeitsperspektive auch die Frage nach der Ökobilanz von KI-Systemen relevant. Denn während die einen enorme Chancen darin sehen, dass wir mit KI Umweltherausforderungen angehen können, fürchten andere, dass wir damit keine Probleme lösen, sondern nur neue Probleme schaffen - mit der weiteren Zunahme unseres schon jetzt enormen Strombedarfs und massiven Konsumsteigerungen.

Die Bedenken sind nicht unbegründet: KI-Anwendungen wie Deep Learning, Simulationen und Prognosen benötigen immer mehr Rechenleistung und sorgen damit dafür, dass der Energiebedarf der Rechenzentren ansteigt. Und dieser ist mit der schnell voranschreitenden Digitalisierung schon jetzt sehr hoch: Nach Angaben des Borderstep Instituts belief sich der Energiebedarf aller Rechenzentren in Deutschland alleine 2017 auf rund 13 Milliarden Kilowattstunden - Tendenz steigend. Wie Forscherinnen und Forscher der University of Massachusetts ermittelt haben, kann das Training einer einzelnen KI-Anwendung zur Spracherkennung fünfmal so viel CO2 erzeugen wie ein Auto während seiner gesamten Lebensdauer ausstößt.

Gleichzeitig gilt es miteinzubeziehen, dass beispielsweise durch das einmalige Trainieren eines solchen Netzes Dienstleistungen für eine große Zahl von Nutzenden generiert werden, die zu Emissionsreduktionen führen können. Es ist also nicht ganz leicht, eine pauschale Aussage über die Ökobilanz von KI-Anwendungen im Allgemeinen zu treffen und muss von Fall zu Fall betrachtet werden.

Zukünftige KI-Anwendungen könnten zudem einen niedrigeren Energieverbrauch haben, denn gerade im Bereich des maschinellen Lernens lässt sich noch an einigen Schrauben drehen: „Daher arbeiten viele Forschungsgruppen daran, tiefes Lernen weniger energiehungrig zu gestalten. Andere Hardware, neue Modelle und Lernverfahren - all das wird untersucht", sagt Prof. Dr. Kristian Kersting, Leiter des Fachgebietes Maschinelles Lernen an der Technische Universität Darmstadt.

Nachhaltige KI in Politik und Forschung

Bei genauerer Betrachtung zeigt sich, dass KI für eine nachhaltige Entwicklung sowohl in politischen Strategien als auch in der Forschung bisher wenig beachtet und kaum gefördert wird.

Ein erster Aufschlag: Die deutsche KI-Strategie

Ein Schritt in die richtige Richtung ist die deutsche KI-Strategie, die im Dezember 2018 veröffentlicht wurde und in der immerhin Nachhaltigkeitsbezüge hergestellt werden.

Dabei werden, wenn auch auf einer eher abstrakten Ebene, die Potenziale von KI für das Erreichen der nationalen, aber auch der internationalen Nachhaltigkeitsziele skizziert. Insbesondere wird betont, dass KI-Anwendungen das „Verständnis von komplexen Systemen [wie] der Natur" verbessern können (BReg., 2018a, S. 17). In diesem Zusammenhang weisen die Autor*innen darauf hin, dass zur Auswertung der von Satelliten erzeugten Daten und der Verschränkung mit Daten aus anderen Quellen (bspw. Geoinformationen, Social-Media- und Citizen-Science-Daten, vgl. BReg., 2018a, S. 19) neue Verfahren entwickelt werden müssen.

Etwas konkreter lesen sich die Vorschläge der deutschen KI-Strategie zu den Potenzialen von KI für Umwelt, Ressourcen und Klima. Als Ziele von KI-Anwendungen für einen sozial-ökologischen Wandel werden genannt: Maßnahmen sollen verstärkt, Bewertungskriterien für die Umweltwirkung von KI entwickelt und eine Umweltdatencloud aufgebaut werden. Dies soll mittels der 50 Leuchtturmanwendungen erreicht werden, die mit dem Förderprogramm des Bundesumweltministerium (BMU) „KI-Leuchttürme für Umwelt, Klima, Natur und Ressourcen" gefördert werden.

Das Förderprogramm „KI-Leuchttürme für Umwelt, Klima, Natur und Ressourcen"

Im Rahmen des Förderprogramms sucht das BMU Projekte aus Wirtschaft, Wissenschaft und Zivilgesellschaft, die Künstliche Intelligenz nutzen, um ökologische Herausforderungen zu bewältigen und die beispielgebend für eine umwelt-, klima- und naturgerechte Digitalisierung sind. Dazu standen aus dem Haushalt 2019 Fördermittel in Höhe von 27 Millionen Euro bereit, im Jahr 2020 wird das Programm auf rund 45 Millionen Euro aufgestockt. Weitere Fördervorhaben des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) sind auf den Seiten des Wissenschaftsjahr 2019 - Künstliche Intelligenz zu finden.

Auf europäischer Ebene finden sich in dem im April 2018 vorgestellten Plan „Communication Artificial Intelligence for Europe" zur Unterstützung von KI nur sehr wenig direkte Bezüge zwischen KI und Nachhaltigkeit. Auch wenn KI immerhin als eine mögliche Lösung zur Bekämpfung des Klimawandels genannt wird (Europäische Kommission, 2018, S. 2) und nach Ansicht der EU auch zur Erreichung der SDGs beitragen kann, fehlt dazu jedwede Konkretisierung.

Für KI im Umweltbereich existieren bislang weder auf europäischer noch auf internationaler Ebene Studien, die eine umfängliche Interpretation der Forschungsaktivitäten im Kontext KI und Umwelt/ Nachhaltigkeit zulassen.

Ausnahmen bilden eine Handvoll Kurzstudien, die jedoch eher das Forschungsgebiet explorieren und Fragen aufwerfen, als konkrete Antworten oder Bewertungen einzelne Anwendungen zu geben, dazu gehören der WGBU-Bericht: „ Unsere gemeinsame digitale Zukunft" und die Studie „ Künstliche Intelligenz im Umweltbereich. Anwendungsbeispiele und Zukunftsperspektiven im Sinne der Nachhaltigkeit " des Umweltbundesamt (UBA).

Auch die Suche nach spezifischen Förderprogrammen liefert wenig Treffer: Neben den KI-Leuchttürmen des BMU finden sich nur zwei weitere Förderprogramme von KI mit Nachhaltigkeitsbezug nur zwei Förderprogramme - bei den großen Technologieunternehmen Google und Microsoft.

Microsoft hat das Förderprogramm „ AI for Earth " im Sommer 2017 ins Leben gerufen. Bislang wurden nach eigenen Angaben 435 Projekte in 71 Ländern gefördert. Bei den dort geförderten Projekten geht es in der Mehrzahl um Monitoring, Modellierung und Management in verschiedenen Bereichen (z.B. Forstwirtschaft, Landwirtschaft, Fischerei) sowie um die Beobachtung von Ökosystemen und Biodiversität.

Google hat das Programm „ AI for Social Good " im Oktober 2018 gestartet. Neben eigenen (Partner-)Projekten werden mit dem Programm im Rahmen des Google AI Impact Challenge auch gemeinnützige Organisationen, Forschende und Sozialunternehmen gefördert, die KI nutzen, um soziale, humanitäre und ökologische Probleme anzugehen.

Fazit: Auf die Rahmenbedingungen kommt es an

Mit diesem Überblick habe wir uns auf die Suche nach einer Antwort begeben, inwieweit KI-Anwendungen einen Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz leisten können. Deutlich geworden sein sollte dabei zweierlei: Wie erste Projekte zeigen, haben KI-Anwendungen durchaus das Potenzial, eine nachhaltige Entwicklung zu unterstützen, indem sie zu einem effizienteren Ressourceneinsatz beitragen, uns treffsichere Informationen über den Zustand unseres Planeten liefern oder uns Prognosen erleichtern. Gleichzeitig zeigt sich aber auch ganz klar: Dass KI zu mehr Nachhaltigkeit führt, ist kein Selbstläufer angesichts ethischer Bedenken, der Ökobilanz durch den Stromverbrauch und der Übermacht der global agierenden IT-Unternehmen auch im KI-Bereich, die dafür sorgen, dass die intelligenten Computerprogramme vor allem den weltweiten Konsum weiter ankurbeln.

Daher ist es notwendig, genau jetzt eine umfassende Debatte darüber zu führen, bei der Chancen und Risiken dieser Technologieentwicklung nicht nur für Menschen und gesellschaftliches Miteinander, sondern auch für Umwelt und Klima abwägend in den Blick genommen werden. Denn während ethisch-soziale Aspekte in der allgemeinen Diskussion um KI schon jetzt im Vordergrund stehen, werden ökologisch-nachhaltige Effekte und Technikfolgen noch immer kaum thematisiert.

Damit KI-Anwendungen wirklich in den Umwelt- und Klimaschutz einzahlen, gilt es, geeignete Rahmenbedingungen zu schaffen. Dazu gehören zum Beispiel Richtlinien, die den Energieverbrauch in Grenzen halten, und ein politischer Rahmen, der Datenschutz und Transparenz garantiert. Wenn KI zum Beispiel Vorschläge zur Nutzung verschiedener Verkehrswege macht oder Warnmeldungen für Luftverschmutzung herausgibt, sollte nachvollziehbar sein, nach welchen Kriterien die Empfehlungen erfolgen. Zudem sollte immer die gesellschaftliche Frage gestellt werden, für welche konkreten Anwendungen eine umfassende Verknüpfung von Daten, beispielsweise zu Ressourcenströmen, Konsumstilen, Energieverbräuchen oder Finanztransaktionen überhaupt wünschenswert ist und wessen Zielen dies dient. Dazu gehört auch, dass die Daten und KI-Systeme nicht nur von wenigen globalen Playern kontrolliert werden.

Um innovative, nachhaltige KI-Entwicklungen voranzutreiben ist es einerseits wichtig, Forschung und junge Gründungen verstärkt zu fördern und andererseits neue Schnittstellen zwischen Forschungsgemeinschaften zu schaffen. Aktuell arbeiten Forschungscommunities, die sich mit KI beschäftigen und Forschungsgemeinschaften, die sich mit Klima- und Umweltproblemen beschäftigen, viel zu wenig zusammen.

Auf die Frage, ob KI die Welt retten kann, bleibt also zu sagen: Nein, diese Technologie allein rettet nicht die Welt - wie im Übrigen auch keine andere. Aber Künstliche Intelligenz kann einen wichtigen Beitrag leisten - wenn wir sie sinnvoll anwenden. Dafür gilt es die Rahmenbedingungen zu schaffen.
Autorin: Sarah-Indra Jungblut/ RESET-Redaktion (Dezember 2019) Dieser Artikel ist Teil des Dosssiers „Künstliche Intelligenz - Können wir mit Rechenleistung unseren Planeten retten?". Alle Artikel des Dossiers findest du hier: Dossier KI

Das Dossier ist Teil der Projekt-Förderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU), in deren Rahmen wir vier Dossiers über zwei Jahre zum Thema „Chancen und Potenziale der Digitalisierung für eine nachhaltige Entwicklung" erstellen.

Mehr Informationen hier.

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Künstliche Intelligenz - Können wir mit Rechenleistung unseren Planeten retten? | Klimaschutz

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Von vielen unbemerkt greift Künstliche Intelligenz (KI) schon längst in unseren Alltag ein - sei es als Übersetzungssystem, Suchmaschine, persönlicher Sprachassistent oder auf bestimmte Tätigkeiten hin programmierte Roboter. „Dass KI in Zukunft für Wissenschaft, Gesellschaft und insbesondere die Wirtschaft ein enorm wichtiges Erfolgskriterium sein wird, ist mittlerweile hinlänglich akzeptiert", sagt Kate Saslow, Projektmanagerin für KI und Außenpolitik bei der Stiftung Neue Verantwortung.

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2018: factor Y - Magazin für nachhaltiges Wirtschaften: Ausgabe Digitalisierung

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2018: factor Y - Magazin für nachhaltiges Wirtschaften: Ausgabe Digitalisierung

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von Bundeszentrale für politische Bildung

Verschiedene Diskurse aus der IT-Welt werden als Nachhaltigkeitsdebatten vorgestellt, indem sie auf ihren normativen Grundgedanken, die Vermittlung zwischen ökonomischen, sozialen und ökologischen Interessen, reduziert werden

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Verschiedene Diskurse aus der IT-Welt werden als Nachhaltigkeitsdebatten vorgestellt, indem sie auf ihren normativen Grundgedanken, die Vermittlung zwischen ökonomischen, sozialen und ökologischen Interessen, reduziert werden.

Einleitung

Am 22. April, dem weltweiten Aktionstag für die Erde (Earth Day) des Jahres 2005, versammelten sich Aktivisten verschiedener Nichtregierungsorganisationen (NGOs) zu einer unApple-Kampagne vor dem Hauptquartier der Firma Apple Computers in Cupertino, Kalifornien. Mit ihrem Protest wollten sie das Unternehmen ermahnen, soziale und ökologische Standards einzuhalten. Zwar feierte die Computerfirma inden vergangenen Quartalen einen Rekordgewinn nach dem nächsten. Im Vergleich zu den Konkurrenten Hewlett Packard und Dell, so der Kernvorwurf der Aktivisten, sei Apple allerdings ein Nachzügler im Umgang mit Elektroschrott und produziere weiterhin Produkte mit hohen Anteilen umwelt- und gesundheitsschädigender Schwermetalle.

In Europa, insbesondere in Deutschland, wurde für die Giftstoff- und Elektroschrottdebatte vergleichsweise schnell ein institutioneller Rahmen geschaffen: Im Januar 2003 erließ die Europäische Union Richtlinien zur Reduzierung gefährlicher Stoffe in Neugeräten und zum Umgang mit Altgeräten. Alseiner der ersten Mitgliedstaaten setzte Deutschland beide Richtlinien mit dem am 23. März 2005 in Kraft getretenen " Gesetz über das Inverkehrbringen, dieRücknahme und die umweltverträglicheEntsorgung von Elektro- und Elektronikgeräten" (ElektroG) in nationales Recht um.

Die Giftstoff- und Elektroschrottdebatte dient als anschauliches und aktuelles Beispiel für einen Ausgleich zwischen ökonomischen Interessen und ökologischen sowie sozialen Forderungen unterschiedlicher Akteure innerhalb der Welt der Informationstechnologie (IT). Ähnlich geartete Debatten haben die IT-Branche in der Vergangenheit stark geprägt, ja gespalten: Schlagworte wie Freie Software, Digitale Spaltung, Softwarepatente und Open Source bergen seit Jahren, teilweise seit Jahrzehnten ein starkes Konfliktpotenzial. Die mit diesen Schlagworten belegten Debatten wurden bisher selten mit dem Begriff Nachhaltigkeit assoziiert. Das dürfte vornehmlich daran liegen, dass ihr Schwerpunkt meist auf dem Ausgleich ökonomischer und sozialer Interessen lag. Ökologische Aspekte spielten höchstens im Hinblick auf Gesundheitsaspekte und den Verbraucherschutz eine Rolle.

Der Begriff der Nachhaltigkeit stammt ursprünglich aus der Forstwirtschaft. Mittlerweile hat er eine bemerkenswerte Karriere alspolitisches Konzept hinter sich und sickert seit einigen Jahren verstärkt in den alltäglichen Sprachgebrauch. Die Folge sind konkurrierende Begriffsdefinitionen und einewachsende Ambiguität. Gemäß dem 1987 veröffentlichten Zukunftsbericht der Weltkommission für Umwelt und Entwicklung (Brundtland-Report) wird Nachhaltigkeit hier als ein auf die Ausgewogenheit ökonomischer, ökologischer und sozialer Interessen gerichteter Aushandlungsprozess verschiedener Akteure und Interessengruppen verstanden.[1]

Einige dieser Aushandlungsprozesse werden im Folgenden skizziert und auf ihren normativen Grundgedanken reduziert: dieVermittlung zwischen ökonomischen, sozialen und ökologischen Interessen. Eine solche Reduktion öffnet die Diskurse der IT-Welt für Außenstehende und erlaubt einebreitere Vermittlung dessen, worum es in den teilweise sehr technischen Debattenjeweils geht. Dadurch wird eine breite Partizipation an der Diskussion der Frage ermöglicht, in welcher Welt wir mit welcherTechnik leben wollen. Diese Partizipation ist die notwendige Voraussetzung fürjegliche Form nachhaltiger Entwicklung.

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Verschiedene Diskurse aus der IT-Welt werden als Nachhaltigkeitsdebatten vorgestellt, indem sie auf ihren normativen Grundgedanken, die Vermittlung zwischen ökonomischen, sozialen und ökologischen Interessen, reduziert werden. Am 22. April, dem weltweiten Aktionstag für die Erde (Earth Day) des Jahres 2005, versammelten sich Aktivisten verschiedener Nichtregierungsorganisationen (NGOs) zu einer unApple-Kampagne vor dem Hauptquartier der Firma Apple Computers in Cupertino, Kalifornien.

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von ZVEI

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Der Green Deal bedeutet die Zukunft für Europa. Der ZVEI unterstützt die Initiative der EU-Kommission mit dem Green Deal einen gesamthaften, nachhaltigen Ansatz zur Reduktion der Treibhausgase anzustreben; und versteht ihn als EU-Programm zur Stärkung von nachhaltigem Wachstum, des Standorts Europa und der internationalen Wettbewerbsfähigkeit. Hierbei spielt die grüne und digitale Transformation eine wichtige Rolle, der Auf- und Ausbau der Elektrizitätsinfrastruktur, ebenso wie eine gesamtheitlich gedachte Mobilität und global gedachter Klimaschutz. Diese und weitere Punkte (14 Maßnahmen insgesamt) sind in diesem Positionspapier zusammengetragen, damit der Green Deal ein Erfolg für Europa wird.
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Der Green Deal bedeutet die Zukunft für Europa. Der ZVEI unterstützt die Initiative der EU-Kommission mit dem Green Deal einen gesamthaften, nachhaltigen Ansatz zur Reduktion der Treibhausgase anzustreben; und versteht ihn als EU-Programm zur Stärkung von nachhaltigem Wachstum, des Standorts Europa und der internationalen Wettbewerbsfähigkeit.

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Bits & Bäume - Die Bewegung für Digitalisierung und Nachhaltigkeit

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Bits & Bäume - Die Bewegung für Digitalisierung und Nachhaltigkeit

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seit 2018

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Bits & Bäume Konferenz 17. - 18. Nov 2018 in Berlin

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Die Konferenz „Bits & Bäume" bringt alle wichtigen Themen der Digitalisierung und der ökologischen und sozialen Nachhaltigkeit zusammen.

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09/2020 Digitalisierung sorgt für mehr Nachhaltigkeit in der Industrie

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09/2020 Digitalisierung sorgt für mehr Nachhaltigkeit in der Industrie

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von BITKOM (Studie/Umfrage)

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Großteil der Unternehmen sieht reduzierten CO2-Ausstoß durch Industrie 4.0

Jedes zweite Industrieunternehmen hat sich verpflichtet, weniger CO2 auszustoßen

Berlin, 9. September 2020 - Vernetzte Maschinen, vorausschauende Wartung, Automatisierung: Industrie 4.0 macht nicht nur die Produktion in Fabrikhallen effizienter, sie sorgt auch für mehr Nachhaltigkeit. Davon ist die Mehrheit deutscher Industrieunternehmen überzeugt. So sagen drei Viertel (73 Prozent), dass Industrie 4.0 den CO2-Ausstoß verringert. Fast ebenso viele sind der Ansicht, dass Industrie 4.0 Ressourcen in der Fertigung schont. Das ist das Ergebnis einer repräsentativen Studie zur Digitalisierung der deutschen Industrie im Auftrag des Digitalverbands Bitkom, für die 552 Industrieunternehmen ab 100 Mitarbeitern befragt wurden. Demnach sagen sogar 85 Prozent, dass Industrie 4.0 wichtig für die Kreislaufwirtschaft ist, in der Material- und Produktkreisläufe so geschlossen werden, dass Rohstoffe immer wieder von neuem genutzt werden können. Bitkom-Präsident Achim Berg verweist drauf, dass viele Lösungen bereits verfügbar sind: „Sensoren und smarte Maschinen können den Energiebedarf auf ein Minimum reduzieren, 3D-Druck verringert den Materialeinsatz, intelligente Logistik verkürzt Transportwege."

Jedes zweite Industrieunternehmen (50 Prozent) hat sich bereits eine Selbstverpflichtung zur Senkung des CO2-Ausstoßes auferlegt, weitere 34 Prozent planen dies konkret. Jedes vierte Unternehmen (23 Prozent) hat zudem eine Nachhaltigkeitsstrategie erarbeitet, 40 Prozent haben dies vor. Jedes dritte Fertigungsunternehmen (31 Prozent) setzt auf klimafreundliche Produktionsmaterialien - 39 Prozent planen konkret deren Einsatz. Berg: „Wir brauchen in der Industrie effiziente und klimaschonende Produktionsprozesse - und das funktioniert nur mit digitalen Technologien. Mit Industrie 4.0 kann die deutsche Industrie zum Pionier einer klimafreundlichen Produktion werden."

Hinweis zur Methodik: Grundlage der Angaben ist eine Umfrage, die Bitkom Research im Auftrag des Digitalverbands Bitkom durchgeführt hat. Dabei wurden 552 Produktionsleiter, Vorstände oder Geschäftsführer von Industrieunternehmen ab 100 Mitarbeitern in Deutschland von Mitte Februar bis Anfang April 2020 telefonisch befragt. Die Umfrage ist repräsentativ. Die Fragen lauteten: „Welche der folgenden Maßnahmen im Zusammenhang mit Klimaschutz und Nachhaltigkeit haben Sie in Ihrem Unternehmen bereits umgesetzt oder planen Sie aktuell umzusetzen?" und „Inwieweit stimmen Sie den folgenden Aussagen zum Thema Klimaschutz und Nachhaltigkeit und Industrie 4.0 zu?"

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Digitalisierung sorgt für mehr Nachhaltigkeit in der Industrie

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Großteil der Unternehmen sieht reduzierten CO2-Ausstoß durch Industrie 4.0 Jedes zweite Industrieunternehmen hat sich verpflichtet, weniger CO2 auszustoßen Berlin, 9. September 2020 - Vernetzte Maschinen, vorausschauende Wartung, Automatisierung: Industrie 4.0 macht nicht nur die Produktion in Fabrikhallen effizienter, sie sorgt auch für mehr Nachhaltigkeit. Davon ist die Mehrheit deutscher Industrieunternehmen überzeugt.

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von DBU (Studie)
Nachhaltigkeit während der Corona-Krise Teil: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

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Untertitel: Nachhaltigkeit während der Corona-Krise
Teil: Digitalisierung und Nachhaltigkeit
Angelegt/geändert: 04.06.2020
Auflage: [Mai 2020]
Seiten: 19 Seiten
Autor/en: forsa Politik- und Sozialforschung GmbH, Büro Berlin
Erscheinungsjahr: 2020

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DBU - DBU-Umweltmonitor Corona-Folgen, Teil Digitalisierung und Nachhaltigkeit | Publikationen

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Untertitel: Nachhaltigkeit während der Corona-Krise Teil: Digitalisierung und Nachhaltigkeit Angelegt/geändert: 04.06.2020 Auflage: [Mai 2020] Seiten: 19 Seiten Autor/en: forsa Politik- und Sozialforschung GmbH, Büro Berlin Erscheinungsjahr: 2020

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02/2020 Industrie 4.0 - Effizienzwunder oder Ressourcenschleuder 

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02/2020 Industrie 4.0 - Effizienzwunder oder Ressourcenschleuder 

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von IASS, Zwischenergebnisse der IASS Studie zu Ressourcenpotentialen von Industrie 4.0

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Institute for Advanced Sustainability Studies

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Seit seiner Etablierung im Jahr 2011 hat der Begriff Industrie 4.0 sowohl national als auch international eine rasche Verbreitung erfahren. Industrie 4.0 basiert auf vernetzten digitalen Prozessen, bei denen Fertigungssysteme und Objekte informationstechnisch miteinander verknüpft sind und kontinuierlich Informationen austauschen. Die Fertigung wird dabei von dezentral miteinander verbundenen und interagierenden Maschinen übernommen, die dazu befähigt sind, sich flexibel selbst zu organisieren und optimieren. Industrie 4.0 steht somit für eine grundlegende Transformation des produzierenden Gewerbes.

Gleichzeitig hat die Industrie erheblichen Einfluss auf Nachhaltigkeit: Laut Internationaler Energieagentur zeichnete der Sektor 2016 für 41,6% des globalen Elektrizitäts und sogar 79,8% des Kohleverbrauchs verantwortlich. Als Akteure mit gesellschaftlicher Verantwortung sind Unternehmen auch wichtige Akteure im Transformationsprozess in Richtung nachhaltiger Entwicklung. Dies gilt im besonderen Maße für multinational agierende Konzerne, die oft auch in Ländern ohne hinreichende Sozial- und Umweltstandards tätig sind. Die Digitalisierung industrieller Produktion kann also nicht losgelöst von der Debatte zur nachhaltigen Entwicklung gesehen werden.

Gerade in der Frühphase des Begriffs Industrie 4.0 wurden häufig hohe Erwartungen hinsichtlich des Ressourcen-Einsparpotentials artikuliert. Diese Erwartungshaltung in Bezug auf mehr Ressourceneffizienz durch Industrie 4.0 spiegelt sich auch im internationalen Kontext wider (1). Dieser Artikel setzt sich kritisch mit diesen Erwartungen auseinander und beleuchtet Ressourceneffizienz von zwei Seiten: Zum einen versprechen einzelne Technologien direkte Effizienzgewinne, zum anderen kann ein digital unterstütztes Nachhaltigkeitsmanagement dabei helfen, Ressourcen-Einsparpotentiale zu identifizieren und umzusetzen.

Ressourcen-Einsparpotentiale

Aufgrund der Forschungslage sind im Energiebereich die höchsten Ressourcen-Einsparpotentiale zu erwarten. Dort werden Software-Lösungen entwickelt, die Daten aus der digitalisierten Produktion erfassen und aggregieren, um für mehr Transparenz in Bezug auf den maschinellen Energieverbrauch zu sorgen sowie Mitarbeiter*innen zu befähigen, die Produktion in Abhängigkeit des Energieverbrauchs und aktueller Stromtarife flexibel zu steuern. Vielversprechend ist auch der Ansatz, die produktionsseitige Flexibilität von Industrie 4.0 mit der hohen Volatilität erneuerbarer Energien in Einklang zu bringen, indem Produktionsprozesse gezielt so zeitlich verschoben werden, dass ihr Energiebedarf am größten ist, wenn erneuerbare Energie in hohem Maße verfügbar ist. Auch in der Robotik wird zudem an Energieeffizienz gearbeitet, indem RoboterAktionen nicht wie bisher so schnell wie möglich, sondern nur so schnell wie nötig durchführen. Dieser Ansatz kann Energieeinsparungen von bis zu 30% mit sich bringen (2). Dies ist im Hinblick auf Industrie 4.0 besonders relevant, da zum einen die Zahl global verwendeter Roboter stetig zunimmt und andererseits die zeitliche Taktung von Produktionsprozessen durch digitalisierte Steuerungsmechanismen ohnehin flexibler wird.

Auf Seiten der Materialeffizienz ist die Evidenz nicht so eindeutig. Durch das Verwenden moderner Fertigungstechnologien, wie des 3D-Drucks, können Rohstoffe sparsamer eingesetzt werden. Allerdings werden diese Produkte auf absehbare Zeit voraussichtlich nur marginale Marktanteile erreichen, weshalb die Material-Einsparpotentiale durch Industrie 4.0 bislang quantitativ kaum eine Rolle spielen.

Den Einsparpotentialen stehen erhebliche Mehraufwände an Ressourcen bei der Umsetzung von Industrie 4.0 gegenüber. Zum Beispiel müssen alle an der Produktion beteiligten Fertigungssysteme mit Sensorik, Aktoren, Prozessoren und Kommunikationstechnik nachgerüstet oder durch moderne Systeme komplett ausgetauscht werden, um Datenerhebung und transfer zu ermöglichen. Die erfassten Daten müssen zudem auf Servern verwaltet werden, die Kühlung benötigen und schon heute ca. zwei Prozent% des Stromverbrauchs verantworten (3).

Potentiale für das betriebliche Nachhaltigkeitsmanagement

Das Nachhaltigkeitsmanagement unterstützt Unternehmen, das Leitbild einer nachhaltigen Entwicklung in die eigene Kultur, Strategie, in Strukturen und Prozesse zu integrieren. Transparenz im Hinblick auf Unternehmensaktivitäten und -entscheidungen zu schaffen, ist ein zentrales Kriterium für das nachhaltige Unternehmensmanagement. Nach außen gelebte Transparenz der Unternehmen, beispielsweise in Form von Nachhaltigkeitsberichten, kann die Einbindung von Interessengruppen (Stakeholdern) des Unternehmens unterstützen und soll die Glaubwürdigkeit und Reputation des Unternehmens sicherstellen.

Transparenz im Hinblick auf Produktionsprozesse versprechen auch verschiedene Industrie 4.0-Szenarien, die auf der durchgängigen Verknüpfung aller Prozessebenen des Unternehmens über verschiedene Unternehmensstandorte und sogar zwischen verschiedenen Unternehmen der Wertschöpfungskette beruhen und sich zum Teil auch aufgrund des kontinuierlichen Datenaustauschs über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg erstrecken. Dies ergibt ein weitreichendes Potential für das Nachhaltigkeitsmanagement.

Die Frage, wie eine gesteigerte Transparenz über Produktionsprozesse für ein effektives Nachhaltigkeitsmanagement genutzt werden kann, kann aus verschiedenen disziplinären Perspektiven heraus betrachtet werden. Diesen multidisziplinären Ansatz verfolgt die vom BMBF geförderte Nachwuchsforschergruppe ProMUT (Transformative Potentiale digital-vernetzter Produktion für Mensch, Umwelt und Technik). Aus einer informationstechnisch-wissenschaftlichen Perspektive wird darin erforscht, wie Daten über ökologische Wirkungen von Produkten und Prozessen in betriebliche Softwaresysteme eingespeist und wie flexiblere Formen der digitalisierten Produktion unter Nachhaltigkeitskriterien wie dem Ressourcenverbrauch optimiert werden können. Die Identifikation und Einbindung von Stakeholdern wird dabei als notwendige und wichtige Voraussetzung betrachtet, um zu einem effektiven und breit akzeptierten Nachhaltigkeitsmanagement beizutragen.

Aus einer gesellschaftswissenschaftlichen Perspektive kann Industrie 4.0 auch im Sinne einer Eröffnung neuer Informations-und Austauschwege sowohl zwischen und innerhalb von Organisationen als auch mit ihren Stakeholdern betrachtet werden. Digitalisierung wird auch die Globalisierung mit prägen, in dem der klassische Großhandel durch den E-Commerce auch für kleinere und mittlere Unternehmen geöffnet werden kann. Wie sich dies auf indirekte Ressourcenverbräuche, die beispielsweise im Logistikbereich entstehen, auswirkt, muss ebenfalls erforscht werden.

Fazit

Was lässt sich aus den bisherigen Untersuchungen ableiten?

Es gibt eindeutige Potentiale für Energie- und Materialeinsparung durch den Einsatz digitalisierter Technologien wie 3D-Druck oder bei der Orchestrierung von Robotern. Industrie 4.0 ist aber keine Einzeltechnologie, sondern ein Konzept, in dem unterschiedliche Fertigungstechnologien, Informations- und Kommunikationstechnologien sowie Organisationsaspekte zusammenspielen. Verbesserungen einzelner Teilaspekte lassen nicht notwendigerweise Rückschlüsse auf die Gesamtbilanz zu. Von daher sind systemische Studien, die eine ganze Wertschöpfungskette umfassen, notwendig, um den Nettoeffekt im Sinne von Energie-und Materialeinsparung zuverlässig abschätzen zu können. Die Nachhaltigkeitspotentiale zu untersuchen, die im Rahmen des Nachhaltigkeitsmanagements entstehen, bietet hier einen möglichen Ansatzpunkt.

Es gibt auch Anzeichen dafür, dass vollständig digital-vernetzte Produktionssysteme mehr Energie und Rohstoffe erfordern als ihre herkömmlichen Vorgänger. Dies liegt vor allem an Einbau und Betrieb zusätzlicher Sensoren, Steuereinheiten und Datenverarbeitungshardware.

Ob und wie weit die Digitalisierung zur ökologischen Entlastung der Produktion beiträgt, ist auch eine Frage des Gestaltungswillens. Die Potenziale sind zweifellos gegeben, sie entwickeln sich aber nicht von selbst, sondern müssen bewusst angestrebt werden.

Danksagung

Die Nachwuchsforschergruppe ProMUT (Förderkennzeichen: 01UU1705A) wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung als Teil der Initiative "Sozial-ökologische Forschung" gefördert.

Literatur

1. Beier, G.; Niehoff, S.; Xue, B. (2018): More Sustainability in Industry through Industrial Internet of Things? In: Applied Sciences, 8, 219, doi:10.3390/app8020219.

2. Riazi, S.; Bengtsson, K.; Bischoff, R.; Aurnhammer, A.; Wigstrom, O.; Lennartson, B. (2016): Energy and peak-power optimization of existing time-optimal robot trajectories. In: 2016 IEEE International Conference on Automation Science and Engineering, S. 321-327.

3. Horner, N. C. (2016): Powering the Information Age: Metrics, Social Cost Optimization Strategies, and Indirect Effects Related to Data Center Energy Use. Dissertation 696.

Dieser Text ist die Kurzfassung des Artikel „Effizienzwunder oder Ressourcenschleuder? Industrie 4.0. auf dem Prüfstand", der erstmals erschien in politische ökologie (Bd. 155): "Smartopia. Geht Digitalisierung auch nachhaltig?", oekom verlag München, Dez. 2018, S. 64-69. www.oekom.de/zeitschriften/politische-oekologie.html

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Industrie 4.0 - Effizienzwunder oder Ressourcenschleuder?

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Seit seiner Etablierung im Jahr 2011 hat der Begriff Industrie 4.0 sowohl national als auch international eine rasche Verbreitung erfahren. Industrie 4.0 basiert auf vernetzten digitalen Prozessen, bei denen Fertigungssysteme und Objekte informationstechnisch miteinander verknüpft sind und kontinuierlich Informationen austauschen.

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Who: B.A.U.M. e.V. und der DBU

What: Das Gemeinschaftsprojekt nachhaltig.digital ist eine Kompetenzplattform für Nachhaltigkeit und Digitalisierung im Mittelstand. Sie ist der Ort für Ideen, Produkte, Lösungen, Inspiration und Diskussion – digital und analog, online und offline, virtuell und vor Ort.

With what effect: Die Plattform ist ein Informations- und Dialogangebot an den Mittelstand, die Politik und die Medien. Gesucht werden Antworten, um die Digitalisierung zum besten Instrument für eine lebenswerte Zukunft zu machen. Dafür gibt es Veranstaltungshinweise, eine Landkarte mit guten Beispielen, einen Blog und verschiedene Veranstaltungsformate.

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von WBGU
Illustriertes Fact Sheet

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10/2019 Öko-Institut Jahrestagung Transformation = [nachhaltig + Digital ]

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10/2019 Öko-Institut Jahrestagung Transformation = [nachhaltig + Digital ]

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Dokumentation und Videomitschnitte

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Monopole, Märkte, Politik: ökologische Regulierung der Datenwirtschaft
Die digitale Zukunft wird auf Daten gebaut. Künstliche Intelligenz, selbstlernende Algorithmen, „automatisierte Entscheidungsassistenten": sie alle werden auf der Grundlage von „Big Data" programmiert und betrieben. Durch diese neuen Anwendungen, so das Versprechen, sollen Verkehr, Arbeit, Gesundheit, Teilhabe revolutioniert und Wohlstand optimiert werden. Big Data soll so ein Game-Changer für eine nachhaltigere Welt sein.

Mit den neuen, datengetriebenen Anwendungen sind aber auch große Sorgen verbunden: Werden große Datenmonopole bald als einzige die Systeme gestalten, die den Ausschlag dafür geben, auf welchen Wegen wir fahren, wie unsere Städte gebaut werden, wie wir konsumieren oder produzieren? Könnten die datenbasierten Anwendungen der Digitalisierung umweltschädliches Verhalten verstärken und damit zum Brandbeschleuniger der Umweltzerstörung werden? Aktuelle Diskussionen um die Regulierung der Datenökonomie nehmen diese ökologischen Herausforderungen noch nicht ausreichend zur Kenntnis.

Wie eine Regulierung der Datenwirtschaft aus umweltpolitischer Perspektive aussehen sollte, diskutiert der Themenslot DATEN nach Impulsen aus Politik und Wissenschaft.

Hardware, Software, Dienstleistungen: IT im Nachhaltigkeitscheck
Der Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) wächst seit Jahren beständig an. Digitale Endgeräte, Rechenzentren und Datennetze benötigen beständig mehr Ressourcen und Energie. Rasche Innovationszyklen verstärken die ohnehin kurze Lebensdauer elektronischer Produkte und führen zu einem erheblichen energetischen und rohstofflichen Rucksack der digitalen Geräte und Infrastrukturen.

Wie kann IKT sowohl mit Blick auf die Hardware als auch auf ihre Anwendungen und Dienstleistungen nachhaltig gestaltet werden? Welche Rahmenbedingungen sind notwendig, damit die Digitalisierung nicht zu einem immer höheren Energie- und Ressourcenverbrauch führt? Wie kann Transparenz über Rohstoffherkunft und Ressourcenverbrauch von IKT-Technologien hergestellt werden? Mit welchen Innovationen im Bereich der IT-Dienstleistungen kann die Energie-, Verkehrs- und Rohstoffwende vorangebracht werden?

Zu diesen Fragen geben Fachleute Impulse in den Feldern Hardware, Software und IT-Dienstleistungen, um danach vertieft über Lösungen der IKT für die Nachhaltigkeit zu diskutieren.

Sonne, Wind und Bytes: Welche Daten braucht die Energiewende?
Digitale Technologien können die Energiewende voranbringen. Energiewende heißt, dass Strom aus erneuerbaren Energien künftig von Millionen dezentraler Anlagen erzeugt wird, und dass auch die Verbraucher flexibler werden müssen. Die Digitalisierung kann helfen, diese vielen Akteure zu koordinieren, sowohl im Strommarkt wie auch im Management der Netze.

Wo wird die Energiewende durch die Digitalisierung transparenter und effizienter, wo geht es gar nicht ohne Digitalisierung? Werden Märkte dezentraler oder entstehen neue digitale Monopole? Welche digitalen Lösungen ermöglichen den Ausbau und die optimale Einbindung der erneuerbaren Energien und einen flexiblen Stromnetzbetrieb? Führt die Digitalisierung in der Energiewirtschaft zu mehr Einfluss für die Verbraucher, oder werden lediglich noch mehr Daten von den Verbrauchern erhoben?

Diese und weitere Fragen werden im Themenslot ENERGIE gestellt und mit Expertinnen und Experten aus Stromversorgungsunternehmen, neuen Dienstleistern und der Bundesnetzagentur diskutiert.

Mit Apps zum Klimaschutz: Car- und Ridesharing als Fluch oder Segen?
Nutzen statt besitzen: Neue Mobilitätsdienstleistungen für eine flexible Mobilität ohne eigenes Auto haben in Zeiten der Digitalisierung eine große Bedeutung für die Verkehrswende in Städten. Unter dem Schlagwort „Mobility as a service" versprechen die neuen Konzepte positive Wirkungen auf Umwelt und die Stadtgesellschaft. Sie sollen unsere Mobilität einfacher und unsere Städte lebenswert machen und gleichzeitig wesentlich zum Klimaschutz beitragen.

Welche Chancen bieten Car- und Ridesharing für Klimaschutz und Nachhaltigkeit im urbanen Raum? Welche Risiken müssen frühzeitig erkannt und wie kann gegengesteuert werden? Welche Vision müssen Wissenschaft, Wirtschaft und Politik für die Gesellschaft von Morgen entwickeln, damit sich die Potenziale eines intermodalen Ansatzes entfalten können? Welche politischen und rechtlichen Rahmenbedingungen sind notwendig, damit Car- und Ridesharing Bausteine zum Gelingen der Verkehrswende werden können?

Zugespitzte Kurz-Inputs zu diesen Fragestellungen aus Wissenschaft und Beratung eröffnen die Debatte im Themenslot MOBILITÄT für eine Fishbowl-Diskussion mit einem Ridesharing-Anbieter und Ihrer Beteiligung.

Don't believe the hype oder: wie Konsum doch noch nachhaltig werden kann
Der Onlinehandel wächst. Preisvergleiche, Kundenbewertungen, Produktvorschläge erleichtern die Produktauswahl. Influencer und Influencerinnen setzen neue Trends und prägen Lebensstile. Kann die Digitalisierung dazu beitragen mehr nachhaltigere Produkte zu konsumieren? Kann unser Konsum auf ein Niveau gebracht werden, das die planetaren Grenzen einhält?

Die Bewertung, wie sich die Digitalisierung auf Umwelt- und Nachhaltigkeit auswirkt, steht noch am Anfang; das Bild ist ambivalent: Nachhaltigere Produkte sind durch den Onlinehandel leichter verfügbar geworden. Auch in komplexen Lieferketten können Informationen zu Umwelteigenschaften und Arbeitsbedingungen besser ausgetauscht werden. Gebrauchte Produkte finden einfacher neue Nutzerinnen und Nutzer und das Teilen von Produkten wird durch peer to peer-Sharing unterstützt. Umgekehrt werden durch personalisierte Werbung und individualisierte Preisangebote neue Bedürfnisse geweckt, der Konsum weiter angekurbelt und Lieferverkehr erzeugt. Hohe Retouren-Quoten tragen nicht nur zu mehr Verkehr bei, die Vernichtung zurückgenommener Waren verschwendet Ressourcen und erhöht die Abfallmengen.

Im Themenslot KONSUM dient das Feld Bekleidung als Bezugsrahmen für tiefergreifende Diskussionen mit Fachleuten aus Wissenschaft, Handel und Zertifizierern für Nachhaltigkeit.

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konzeption und umsetzung von eu-richtlinien

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Monopole, Märkte, Politik: ökologische Regulierung der Datenwirtschaft Die digitale Zukunft wird auf Daten gebaut. Künstliche Intelligenz, selbstlernende Algorithmen, „automatisierte Entscheidungsassistenten": sie alle werden auf der Grundlage von „Big Data" programmiert und betrieben. Durch diese neuen Anwendungen, so das Versprechen, sollen Verkehr, Arbeit, Gesundheit, Teilhabe revolutioniert und Wohlstand optimiert werden.

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Jahrbuch Digitalisierung & Nachhaltigkeit (2017)

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Jahrbuch Digitalisierung & Nachhaltigkeit (2017)

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von  B.A.U.M. e.V.
= umfassende Sammlung von Beispielen, die zeigen, wie Digitalisierung nachhaltigere Lösungen unterstützt

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2019 WBGU Jahresbericht "Unsere gemeinsame digitale Zukunft"

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2019 WBGU Jahresbericht "Unsere gemeinsame digitale Zukunft"

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Von WBGU
Der Bericht „Unsere gemeinsame digitale Zukunft“ macht deutlich, dass Nachhaltigkeitsstrategien und -konzepte im Zeitalter der Digitalisierung grundlegend weiterentwickelt werden müssen.

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Das Digitale Zeitalter bringt neue Herausforderungen für den Schutz der Grund- und Menschenrechte mit sich. Im Digitalen verändern sich die Schutzräume und Ausübungsmöglichkeiten dieser Rechte, so dass hier neue Vergewisserungen erforderlich sind. Die Menschenwürde ist dabei der zentrale unveränderliche Referenzpunkt. Die Unantastbarkeit der Menschenwürde dient in diesem Gutachten explizit als Orientierungshilfe für die nachhaltige Gestaltung der Digitalisierung. Eng damit verknüpft ist die Sicherstellung der Gemeinwohlorientierung und die Einbettung der digitalen Revolution in eine Strategie nachhaltiger Entwicklung ( normativer Kompass). Dafür sind geeignete Rahmensetzungen und Grenzziehungen notwendig. Ohne aktive Gestaltung birgt der globale digitale Wandel zudem das Risiko, die Gefährdung der natürlichen Lebensgrundlagen der Menschheit weiter zu verstärken.

Angesichts der großen thematischen Breite des Gutachtens veranschaulicht der WBGU an ausgewählten Beispielen - den „Schauplätzen" ( Kapitel, Übersicht) - Stand, Perspektiven und Herausforderungen der Digitalisierung im Dienst der Nachhaltigkeitstransformation. Dabei geht es zum einen um Themen an der direkten Schnittstelle zwischen Umwelt und Digitalisierung, z. B. Energie- und Ressourcenverbrauch sowie Landnutzung. Hinzu kommen Schauplätze, die das Zusammenspiel von Digitalisierung und gesellschaftlichen Dimensionen der Nachhaltigkeit ausleuchten, z. B. Arbeit der Zukunft, digital unterstützte Mobilität. Schließlich werden Themen angesprochen, die derzeit zwar bereits in der Debatte sind, aber erst längerfristig gesellschaftliche Auswirkungen haben werden (z. B. Entwicklung eines Weltbewusstseins). Aus diesen thematischen „Tiefbohrungen" resultiert nicht nur konkretes Material für Handlungs- und Forschungsempfehlungen, sondern sie sind auch eine der wesentlichen Quellen, aus denen sich die Perspektive auf das Themenfeld insgesamt und die Botschaften des WBGU speisen.

Das digitale Zeitalter wird durch drei Dynamiken geprägt:

Kurzfristig geht es darum, die Digitalisierung mit den im Jahr 2015 vereinbarten globalen Nachhaltigkeitszielen (SDGs, Agenda 2030) sowie den Zielen des Pariser Klimaabkommens in Einklang zu bringen: neue Technologien sollten gezielt genutzt werden, um Menschen Zugang zu Basisdienstleistungen wie Gesundheitsversorgung, Bildung, Energie und Informationen zu verschaffen und Umweltzerstörung zu verhindern.
Zudem müssen bereits jetzt Vorkehrungen getroffen werden, um mit gesellschaftlichen Umbrüchen umzugehen, die mittelfristig mit der Digitalisierung einhergehen: Beispiele sind der absehbare radikale Strukturwandel auf den Arbeitsmärkten durch fortschreitende Automatisierung oder eine hochgradig vernetzte Weltgesellschaft. Beide Entwicklungen müssen auf das Gemeinwohl hin ausgerichtet werden.
Schließlich geht es auch darum, sich auf langfristig mögliche Veränderungen vorzubereiten. So sind z.B. bei der Mensch-Maschine-Interaktion bereits heute Risiken für die menschliche Persönlichkeit und Integrität erkennbar. Dies betrifft etwa sensible Neurodaten oder Gehirn gesteuerte Neuroprothesen, bei denen ethische Aspekte bislang kaum berücksichtigt werden.

Deutschland und die EU sollten sich für einen UN-Gipfel zum Thema „Digitalisierung und Nachhaltigkeit" im Jahr 2022 einsetzen (30 Jahre nach UNCED in Rio). Zentrales Thema des Gipfels sollte die Verständigung über notwendige Weichenstellungen sein, um eine digital unterstützte, nachhaltige Entwicklung zu erreichen und Risiken des digitalen Wandels zu vermeiden. Ein zentrales Ergebnis könnte eine Charta, wie im Gutachten vom WBGU initial entworfen, sein, in der die für nachhaltige Gestaltung des Digitalen Zeitalters grundlegenden Themen benannt und politische Ansatzpunkte identifiziert werden. Zur Vorbereitung des vorgeschlagenen UN-Gipfels empfiehlt der WBGU die Einsetzung einer „Weltkommission für Nachhaltigkeit im Digitalen Zeitalter" nach dem Vorbild der „Brundtland-Kommission", die Ende der 1980er Jahre einen weltweiten Diskurs über Nachhaltigkeit auslöste.

Für die Europäische Union bietet sich mit einem eigenen Digitalisierungsmodell die Chance, sich international als nachhaltiger Lebens- und Wirtschaftsraum zu profilieren. Vor diesem Hintergrund sollte sich die Bundesregierung im Rahmen ihrer EU-Ratspräsidentschaft im Jahr 2020 dafür einsetzen, eine gemeinsame europäische Vision zu entwickeln und nachhaltige Entwicklung als Leitbild für europäische Digitalisierungspolitiken zu verankern. Mit der Ausarbeitung einer „EU-Strategie für Nachhaltigkeit im Digitalen Zeitalter" würde sich zudem die Möglichkeit öffnen, neue Anreize und Standards mit internationaler Strahlkraft zu verankern. Nachhaltigkeit, faire Produktionsbedingungen, Privatheit und Cybersicherheit in der Technikgestaltung und im Betrieb sollten zentrale handlungsleitende Prinzipien eines künftigen europäischen Digitalisierungsmodells werden. Damit könnte die EU zudem eine Pionierrolle für die Weiterentwicklung der Agenda 2030 einnehmen und der globalen digitalen Entwicklung neue Impulse geben.

Einschätzungen über die Auswirkungen der Digitalisierung, etwa auf den Verbrauch seltener Erden, sind oft widersprüchlich und mit hoher Unsicherheit verbunden. Gleichzeitig sind mit dem Instrumentarium, das die Digitalisierung bietet, umfangreiche Beobachtungs- und Analyseaufgaben möglich. Wissenschaft steht vor der Aufgabe, mehr belastbares Wissen über die Wirkungen digitaler Technologien als Basis für gesellschaftspolitische Diskurse zu schaffen und sie auch über digitale Gemeingüter der Weltgemeinschaft zur Verfügung zu stellen. Zudem sollte öffentliche wie private Technologieforschung Fragen von Ethik und Nachhaltigkeit systematisch berücksichtigen.

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Das Digitale Zeitalter bringt neue Herausforderungen für den Schutz der Grund- und Menschenrechte mit sich. Im Digitalen verändern sich die Schutzräume und Ausübungsmöglichkeiten dieser Rechte, so dass hier neue Vergewisserungen erforderlich sind. Die Menschenwürde ist dabei der zentrale unveränderliche Referenzpunkt. Die Unantastbarkeit der Menschenwürde dient in diesem Gutachten explizit als Orientierungshilfe für die nachhaltige Gestaltung der Digitalisierung.

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2018 / Jahresbericht "Nachhaltig Digitalisieren" 

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2018 / Jahresbericht "Nachhaltig Digitalisieren" 

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von Fraunhofer FOKUS

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Die digitale Vernetzung eröffnet jede Menge Möglichkeiten für neue Geschäftsfelder. Doch höher, schneller, weiter kann nicht das alleinige Ziel sein. Die Entscheidungen, die wir heute treffen, haben unmittelbare Auswirkungen, auch auf unser Klima und die zukünftige Gesellschaft. Doch wie kann man Nachhaltigkeitsziele zu Erfolgskriterien bei der Digitalisierung machen? Auch wenn die Nachhaltigkeit (noch) nicht im Vordergrund steht, stehen die Chancen gut, die Digitalisierung nachhaltig zu gestalten. Nachhaltigkeit muss nicht als Bremse für die wirtschaftliche Entwicklung verstanden werden, sondern kann wie bei erneuerbaren Energien neue Möglichkeiten mit sich bringen.

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Die digitale Vernetzung eröffnet jede Menge Möglichkeiten für neue Geschäftsfelder. Doch höher, schneller, weiter kann nicht das alleinige Ziel sein. Die Entscheidungen, die wir heute treffen, haben unmittelbare Auswirkungen, auch auf unser Klima und die zukünftige Gesellschaft. Doch wie kann man Nachhaltigkeitsziele zu Erfolgskriterien bei der Digitalisierung machen?

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Karl, Immanuel Zitzmann
Lehrstuhl für Betriebswirtschaftslehre, insbes. Produktion und Logistik, Otto- Friedrich-Universität Bamberg

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Smart und Sustainable? - Industrie 4.0 aus der Perspektive der Nachhaltigkeit

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2017 Grüne Industrie 4.0? Von Potenzialen zur Umsetzung

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2017 Grüne Industrie 4.0? Von Potenzialen zur Umsetzung

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von Siegfried Behrendt, Edgar GöllIm Rahmen des Projekts Evolution2Green – Transformationspfade zu einer Green Economy

Ziel: What contribution makes “Industrie 4.0” to a green economy? - Ergebnisse eines Workshops aus 2017

Ergebnis: “Industrie 4.0” has been an extensively technology-centered industrial policy vision. Until today from a sustainability point of view “Industrie 4.0” is often limited to resource efficiency. There are only occasional touch points with the green economy debate. Both developments are largely unconnected and run side by side.

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05/2019 Umweltpolitische Digitalagenda - 

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05/2019 Umweltpolitische Digitalagenda - 

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von Bundesumweltministerium

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Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit

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Um die Digitalisierung in den Dienst von Umwelt, Klima und Natur zu stellen, hat das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) die Umweltpolitische Digitalagenda auf den Weg gebracht. Sie definiert strategische Grundsätze und Ziele. Vor allem aber beinhaltet sie vier Maßnahmenpakete, um den Schutz der Umwelt langfristig in der Digitalpolitik zu verankern.

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06 / 2017 Ressourceneffizienz durch Industrie 4.0. Potenziale für KMU des verarbeitenden Gewerbes	

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06 / 2017 Ressourceneffizienz durch Industrie 4.0. Potenziale für KMU des verarbeitenden Gewerbes	

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von VDI Zentrum Ressourceneffizienz GmbH

Ziel: Ziel der Studie ist eine systematische Untersuchung der Auswirkungen der digitalen Transformation auf die Ressourceneffizienz mit Schwerpunkt auf der Ermittlung des Einflusses auf natürliche Ressourcen.

Ergebnis: Die untersuchten Fallstudien zeigen, dass Maßnahmen der digitalen Transformation Einsparungen betrieblicher Ressourcen bewirken. Diese liegen in den meisten Fällen in einem Bereich von bis zu 25 %, in nur wenigen Fällen darüber.

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2018 Smarte grüne Welt? Digitalisierung zwischen Überwachung, Konsum und Nachhaltigkeit.

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2018 Smarte grüne Welt? Digitalisierung zwischen Überwachung, Konsum und Nachhaltigkeit.

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von  Lange, Steffen; Santarius, Tilman (2018), Oekom-Verlag.

Hauptaussage "solide Übersicht über die Chancen und Risiken der Digitalisierung im Spannungsfeld von Überwachung, Konsum und Nachhaltigkeit"

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Wir verwenden Cookies, damit Sie unsere Website optimal nutzen können. Mehr Informationen und die Möglichkeit, bestimmte Cookies zu deaktivieren, erhalten Sie in unserer Datenschutzerklärung.

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12 / 2016 / Studie von IFOK & RNE Potentiale von Industrie 4.0 für Nachhaltigkeit 

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12 / 2016 / Studie von IFOK & RNE Potentiale von Industrie 4.0 für Nachhaltigkeit 

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Forschungsprojekt: Digitalisierung und sozial-ökologische Transformation - Rebound Risiken und Suffizienz-Chancen der Digitalisierung von Dienstleistungen

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Forschungsprojekt: Digitalisierung und sozial-ökologische Transformation - Rebound Risiken und Suffizienz-Chancen der Digitalisierung von Dienstleistungen

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Das Projekt ist eine Kooperation zwischen der Technischen Universität Berlin und dem Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW); seitens der TU Berlin liegt die Projektleitung bei Tilman Santarius vom Fachgebiet Sozial-ökologische Transformation unter Beteiligung des Zentrums für Technik und Gesellschaft (ZTG) und des Einstein Center Digital Future.

Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der sozial-ökologischen Forschung (SÖF) über einen Zeitraum von fünf Jahren (2016-2021) gefördert.

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Maschinen, Produkte und Menschen werden mit Informationstechnik immer weiter vernetzt. Führt dies in eine smarte grüne Welt, in der alle vom technologischen Fortschritt profitieren und die Umwelt bewahrt wird? Oder steuern wir in eine digitale Wachstumsökonomie, in der sich Geld und Macht auf wenige konzentrieren und wir noch schneller an die planetaren Grenzen stoßen? Die Forschungsgruppe „Digitalisierung und sozial-ökologische Transformation" untersucht die Chancen und Risiken der Digitalisierung für eine Verringerung der Energie- und Ressourcenverbräuche und erarbeitet Ansätze für die politische und gesellschaftliche Gestaltung der Digitalisierung, damit sie zum notwendigen Wandel der Gesellschaft in Richtung Nachhaltigkeit beiträgt.

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Maschinen, Produkte und Menschen werden mit Informationstechnik immer weiter vernetzt. Führt dies in eine smarte grüne Welt, in der alle vom technologischen Fortschritt profitieren und die Umwelt bewahrt wird? Oder steuern wir in eine digitale Wachstumsökonomie, in der sich Geld und Macht auf wenige konzentrieren und wir noch schneller an die planetaren Grenzen stoßen?