Wie die Digitalisierung die Klimakrise weiter anheizt

KlimaSocial – vom Wissen zum Handeln

München, den 27. Januar 2020

Digitale Technologien haben inzwischen einen größeren CO2-Fußabdruck als der Flugverkehr. Und ihr Energieverbrauch steigt weiter rasant. Die Politik hat die ökologische Dimension der Digitalisierung sehr lange komplett ausgeklammert. Nun braucht es eine umfassende Green-IT-Strategie und einen strengen Ordnungsrahmen.

Die Digitalisierung geht in rasanten Schritten voran – und mit ihr der Vernetzungs- und Automatisierungsgrad von Maschinen und Prozessen. „Bislang haben wir von der Digitalisierung nur das Amuse Gueule gesehen – die Veränderung in den nächsten zehn Jahren wird radikaler sei, als in den letzten 250 Jahren“, meint aber Karl-Heinz Land, CEO der neuland GmbH und Autor des Buches „Die Zukunft provozieren“. Alles, was sich digitalisieren lasse, werde auch digitalisiert, meint Land. Gleichzeitig habe Digitalisierung ein enormes Potenzial für die nachhaltige Entwicklung. Hunger und Armut, Klimawandel und Energieverschwendung, Ungleichheit und Ungerechtigkeit, Ressourcenraubbau und Misswirtschaft: All diese Probleme der Welt ließen sich mit Hilfe digitaler Technologien lösen, so Land.

Doch ist dem wirklich so?

Was wurde uns nicht alles versprochen: E-Mails würden die energieaufwändige Energieproduktion von Papier überflüssig machen, Geschäftsreisen durch Videokonferenzen ersetzt. Bisher hat die Digitalisierung aber keines dieser Öko-Versprechen eingelöst. Das Gegenteil ist der Fall. Im umsatzorientierten Wettbewerb geht es um Geschwindigkeit, die sich mit der Digitalisierung erheblich erhöht hat: Per One-Click lassen sich im Internet schnell und günstig Waren kaufen, Lieferung noch am selben Tag und wenn es nicht gefällt, wird es eben zurückgeschickt. Entsprechend stark steigen die Retouren. Flüge lassen sich ebenfalls ganz einfach online buchen und sind spottbillig: die Fluggastzahlen steigen ungebremst, sowohl private als auch Geschäftsreisen. Auf Instagram, Twitter, TikTok und Facebook sehen wir unseren Mitmenschen in Echtzeit beim Leben zu. Abends sitzen wir auf der Couch, „netflixen“ oder „youtuben“, und heizen dabei das Klima an. Immer mehr und immer höhere Datenraten werden durch das Internet geschoben.

Die Rechenzentren, auf denen die Daten liegen, machen das Internet erst möglich: Auf tausenden von Servern liegen Daten, auf die wir zugreifen, um nach Informationen zu suchen oder soziale Plattformen zu nutzen. Der Trend geht zu so genannten „Hyperscale Rechenzentren“, die so groß sind wie mehrere Fußballplätze. Der Rund-um-die-Uhr-Betrieb dieser Zentren und ihre Kühlung der Zentren benötigt enorm viel Strom und Energie.

Der drittgrößte Energieschlucker der Welt

„The Shift Project", ein französischer Think Tank, hat knapp 170 internationale Studien zu den Umweltauswirkungen digitaler Technologien ausgewertet. In der Gesamtschau kommen die Autoren des Berichts zu dem Ergebnis, dass sich deren Anteil an den globalen CO₂-Emissionen in den nur fünf Jahren zwischen 2013 und 2018 von 2,5 auf 3,7 Prozent erhöht hat. Das ist fast doppelt so viel wie der Beitrag der zivilen Luftfahrt (2%) und knapp die Hälfte des Treibhausgasausstoßes aller Personenfahrzeuge und Motorräder (8%). Wäre das Internet ein Land, wäre es heute der drittgrößte Energieverbraucher der Welt.

Einer der wichtigsten Gründe für den rasant steigenden Energieverbrauch ist die weltweit wachsende Zahl von Smartphones und deren immer energieintensivere Features, sowie die Kurzlebigkeit der elektronischen Geräte wie Handys oder Tablets, die schnell durch die jeweils neueste Generation ersetzt werden. Zudem die wachsende Verbreitung digital vernetzter Geräte für Freizeit und Haushalt, seien es Fitness-Armbänder oder internetbasierte „intelligente“ persönliche Assistenten wie „Alexa“ des US-amerikanischen Unternehmens Amazon. Immer mehr neu entwickelte Alltagsprodukte werden gegenwärtig mit Schnittstellen zum Datenaustausch ausgestattet. Laut Prognosen des Borderstep Institut werden 2025 in Europa zusätzlich zur bereits vorhandenen Informations- und Kommunikationstechnik weitere 1.700 Millionen vernetzte Geräte erwartet. Durch die permanente Vernetzung der Geräte und den Einsatz von Sprachsteuerung nimmt die Datenmenge stetig zu – und damit der Energieverbrauch. Ob von diesen Geräten ein tatsächlicher Mehrwert für die Verbraucher entstehe, sei in vielen Fällen fraglich, heißt es in der Kurzstudie des Borderstep Instituts.

Die Kehrseite von smart

„Smarte Anwendungen bieten zwar verschiedene Möglichkeiten, Menschen beim Energiesparen zu unterstützen. Die Kehrseite: Sie erhöhen den Energie- und Ressourcenverbrauch. So kann es bis zu 18 Monate dauern, bis sich die Produktionsenergie von Heizungs- und Energiemanagementsystemen durch die Energieeinsparungen im Betrieb amortisiert“, schreibt Jens Gröger vom Öko-Institut im Buch „Bits und Bäume“. Die Vernetzung berge zudem das Risiko, dass eigentlich noch funktionierende Komponenten ausgetauscht werden müssen. Ist nämlich die Vernetzungskomponente defekt oder für eine Software kein Update mehr verfügbar, wird im Zweifel das gesamte Gerät nutzlos.

Einen wesentlichen Anteil an der Explosion des Datenverkehrs haben außerdem Streaming-Dienste, was die Shift-Studie primär auf Angebote internationaler Tech-Giganten wie Google, Apple, Facebook, Amazon, Baidu oder Alibaba zurückgeführt. Das Shift Project thematisiert auch die Problematik sogenannter „Dunkler Design Muster“. Damit sind solche Funktionen gemeint, die Benutzer möglichst lange auf den Plattformen halten sollen: Autoplay, Endlos-Scrolling und die Atmosphäre, man würde etwas verpassen, sobald man wegklickt.

Der Report zeigt: Von der stets geforderten Entkopplung von Wachstum und Energieverbrauch ist die Digitalbranche weit entfernt. Die Studienautoren warnen vor der raschen Zunahme des digitalen Energieverbrauchs um zirka neun Prozent pro Jahr. Setzt sich dieser Trend weiter fort und steigt das Datenvolumen im Internet weiterhin um rund 30 Prozent pro Jahr, wäre die Branche schon 2025 für acht Prozent aller Treibhausgasemissionen verantwortlich.

Zu noch verheerenderen Zahlen kommt die französische Regierung in ihrer 2018 veröffentlichten KI-Strategie „AI for humanity". Bis zum Jahr 2030 könnte der Anteil der Digitalisierung, je nach Wachstumsszenario, zwischen 20 Prozent (moderates Szenario) und 50 Prozent (pessimistisches Szenario) des weltweiten Stromverbrauchs betragen. Auf Basis des derzeitigen globalen Strommixes sei damit zu rechnen, dass digitale Anwendungen im Jahr 2020 für CO2-Emissionen in Höhe von 2,5 Gigatonnen verantwortlich sein könnten.

Digitaler Überkonsum der reichen Länder

Die Digitalisierung verschärft die Klima-Ungerechtigkeit weiter: „Der digitale Überkonsum ist kein globales Phänomen, er ist verursacht durch die reichen Länder", schreiben die Autoren des Shift-Reports. Ein US-Amerikaner besitzt im Schnitt zehn digital vernetzte Geräte und nutzt mit ihnen ein Datenvolumen von 140 Gigabyte pro Monat, während es beim Durchschnittsbürger in Indien nur ein Gerät ist sowie eine Datenmenge von zwei Gigabyte.

Selbst wenn die Wachstumsrate des Energieverbrauchs im digitalen Sektor durch effizientere Technologien gesenkt würde – wonach es im Moment nicht aussieht – würde das nicht langen, um den ökologischen Fußabdruck des Digitalsektors zu verringern. Es verhindert nur, dass er explodiert. Bislang ist der Weg in die volldigitale Welt also keine Lösung für die Klimakrise, sondern ein Brandbeschleuniger.

Exitstrategie gesucht

Was also dann? Streaming verbieten, das Internet abschalten? Wohl kaum.

Zum einen eröffnet ein freies Internet Menschen die Möglichkeit zur Teilhabe, zur Weiterbildung und zur Vernetzung und Austausch mit anderen. Das Internet ist längst das zentrale Nervensystem der Weltwirtschaft und Kommunikation. Laut Global Digital Report 2018 von „We Are Social“ nutzen inzwischen mehr als vier Milliarden Menschen das Internet.

Zum anderen lassen sich viele Anforderungen des modernen Lebens ohne Digitalisierung kaum bewältigen. Das gilt insbesondere für die Energiewende. Die Schwankungen, denen die Erzeugung von Strom aus Photovoltaikanlagen und Windparks unterliegen, stellen Anforderungen an die Überwachung und das Management der europäischen Übertragungsnetze, die sich nur mit Hilfe der Überwachung durch zahlreiche Sensoren und blitzschneller Datenübertragung lösen lassen. Auch die nach Ansicht von Experten dringend notwendig sektorenübergreifende Verbindungen von Strom, Wärme und Verkehr ist ohne digitale Schnittstellen kaum möglich.

Appelle an die Verbraucher?

Das Shift Project empfiehlt mehrere „Werkzeuge“, um Nutzern die versteckten Umweltbelastungen von digitalen Technologien zu zeigen, darunter Warnhinweise an Youtube-Videos: „Das Ansehen dieses Videos ist schlecht für das Klima“ und eine Browser-Extension, die den Energieverbrauch des eigenen Surfverhaltens visualisieren soll. Natürlich gibt es viele Maßnahmen die der einzelne beim Digitalkonsum verbessern kann: Eine achtsame Nutzung von Social Media, „grüne Dienste“ nutzen wie zum Beispiel die Suchmaschine Ecosia, die pro ausgelösten Suchvorgang Bäume pflanzt oder E-Mail-Anbieter, die nachweislich auf erneuerbare Energien setzen.

[Video: The Planet Friendly Web: Warum unser Web nachhaltiger werden muss und wie wir das anstellen! von Niklas Jordan]

Doch wie bei der gesamten Klimadebatte lenken diese Appelle an die einzelnen Verbraucher vom Wesentlichen ab. Es gilt das Augenmerk auf die eigentliche Ursache zu lenken: Das Verbrennen fossiler Rohstoffe zur Energiegewinnung.

Zwar arbeiten Digital-Konzerne wie Google, Facebook und Apple bei der Wahl neuer Server-Standorte durchaus daran Effizienzkriterien zu beachten. Deswegen werden einige der neuen Projekte zum Beispiel bevorzugt in nördlichen Ländern geplant. Zum einen weil wegen des kühleren Klimas dort weniger Energie zur Kühlung der Server aufgewendet werden muss. Zum anderen, weil dort die Stromkosten oft recht niedrig sind.

Nahe der dänischen Stadt Frederica baut Google im Moment sein fünftes europäisches Rechenzentrum und will den Bedarf dort ausschließlich aus CO₂-neutralen Quellen decken. Dafür schließt das Unternehmen Stromabnahmeverträge mit dänischen Lieferanten, die Strom aus Wind- und Sonnenenergie erzeugen. Google versorgt seine Rechenzentren inzwischen nach eigenen Angaben zu 30 Prozent mit erneuerbarer Energie und ist bemüht, das weiter auszubauen. Im Umkehrschluss bedeutet das aber auch, dass nahezu zwei Drittel noch immer fossil betrieben werden. Die allermeisten Rechenzentren der Internetriesen in den USA und China nutzen Kohlestrom.

Rechenzentren müssen effizienter werden

Der Betrieb von Rechenzentren muss also sehr schnell sehr viel klimafreundlicher werden. Das deutsche Unternehmen Windcloud 4.0 experimentiert zum Beispiel mit Rechenzentren, die direkt mit vor Ort erzeugtem Wind- und Solarstrom versorgt werden. Für den Bau der Rechenzentren hat Windcloud nach eigenen Angaben ehemalige Bundeswehranlagen und Gewerbeflächen an drei Standorten in Nordfriesland an der Westküste Schleswig-Holsteins erworben. Neben der Vermarktung der Rechenzentrumsleistungen will das Unternehmen perspektivisch Serverabwärme für Industrieanwendungen oder die Beheizung von Gewächshäusern anbieten.

Projekte wie Wincloud können wegweisend sein, stehen aber noch sehr am Anfang. Um erfolgreich zu sein, benötigen sie die entsprechenden politischen Rahmenbedingungen. Vor allem muss der Ausbau der erneuerbaren Energien beschleunigt und ihre Nutzung wettbewerbsfähig werden. Das erfordert den Abbau der Subventionen für fossile Energieträger, und Maßnahmen wie das Fortschreiben eines ambitionierten Zertifikatehandels und eine CO2-Steuer.

Digitale Technologien benötigen aber nicht nur Strom, sondern ihre Hardware verbraucht endliche, metallische Rohstoffe. Auch zum Abbau, Einfuhr und zur kreislauffähigen Nutzung dieser seltenen Erden besteht extrem viel Handlungsbedarf. Handys werden beispielsweise oft entsorgt, obwohl sie noch völlig intakt sind, aber sie sich nicht mehr updaten lassen. Der Gesetzgeber muss Tech-Konzerne zwingen, langlebige Geräte mit langlebiger Software zu fertigen. Damit eine solche Regulierung erfolgsversprechend ist, muss sie auf EU- oder internationaler Ebene stattfinden.

Wie das gelingen kann, hat die EU mit der Einführung der Ökodesign-Richtlinie und der Energieeffizienz-Kennzeichnung gezeigt. Der durchschnittliche Energieverbrauch von Elektrogeräten hat sich in den vergangenen zwanzig Jahren um über 30 Prozent verringert.

Reflektierter Einsatz moderner Technologien

Zudem fordern Green-IT-Spezialisten neben harten politischen Instrumenten auch eine Art digital-ökologische Ethik, die darüber nachdenkt, welche Vorgänge und Prozesse sinnvollerweise digitalisiert werden sollten und welche nicht. Digitalisierung von Arbeitsprozessen bedeutet zwar häufig Effizienzsteigerung, die jedoch nicht selten mit höherem Stress und Entfremdung in der Arbeit einhergeht. Ist es das was die Gesellschaft will? „Wenn bei jedem Problem kontextabhängig nach der Sinnhaftigkeit von technischem Einsatz gefragt wird, sollte die Regel dabei erst No-Tech, dann Old-Tech oder Lowtech heißen, statt sofort mit Rohstoff- und energieintensiven digitalen Hightech-Lösungen Probleme scheinbar zu lösen und dabei an anderer Stelle neue zu schaffen“, meint Andrea Vetter vom Konzeptwerk Neue Ökonomie. Ein Beispiel dafür, wie ein solcher Gedanke gelebt werden kann, ist die Smart City Rahmenstrategie der Stadt Wien, die explizit Bezug auf die Nachhaltigkeitsziele der UN nimmt. Mit Hilfe eines detaillierten Kriterienkatalogs wollen die Verantwortlichen sicherstellen, dass Beschaffung neuer Technologie stets der Ressourcenschonung dient und die Lebensqualität der Bewohner*innen der Stadt verbessert.

Politik reagiert nur langsam

Während die Digitalisierung immer schneller voranschreitet, hat die Politik die ökologische Dimension der Digitalisierung sehr lange komplett ausgeklammert. Eine umfassende Green-IT-Strategie der Bundesregierung existiert bis heute nicht. Im Dezember 2019 hat nun die grüne Bundestagsfraktion einen Antrag für einen ökologischen Ordnungsrahmen für die Digitalisierung vorgelegt, in dem die Partei die bisherigen Versäumnisse der Bundesregierung aufzählt.

Fast zum gleichen Zeitpunkt hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) den Aktionsplan „Natürlich. Digital. Nachhaltig“ herausgegeben, der den Spagat zwischen Datenauswertung als Schlüsselressource für Wissenschaft und Gesellschaft und zunehmenden Energie- und Ressourcenverbräuche zumindest benennt. Bildung, Forschung und Innovation seien „der Schlüssel, um Digitalisierung und Nachhaltigkeit zusammenzuführen", heißt es blumig.

Digitalisierungs-Guru Karl-Heinz Land meint, dass das Nachhaltigkeitspotenzial nur gehoben werden kann, wenn der technologische Fortschritt in den Dienst der Menschheit gestellt wird. „Solange mehr Leute Zugriff haben auf Mobiltelefone als auf saubere Luft, läuft etwas falsch“, sagt Land. Gesellschaft und der Kapitalismus müssen sich für die digitale Zukunft wandeln. Seiner Ansicht nach werde die digitale Transformation althergebrachte Konzepte wie Vollbeschäftigung und Wirtschaftswachstum ad absurdum führen. Deswegen plädiert er für eine Neuausrichtung des Wirtschaftssystems weg von Profitmaximierung und Konsumwahnsinn hin zu einer ressourcenschonenden Kreislaufökonomie und einer Wirtschaft, bei der Sinn im Vordergrund steht. Das sei alles andere als ein Selbstläufer. Sein Appell: Die digitale Zukunft aktiv mitgestalten.

Weiterführende Links:

• dena-Metastudie: Analyse der Energieverbräuche infolge der zunehmenden Digitalisierung
• Energieeffiziente Informations- und Kommunikationstechnologie in der Praxis
• Borderstep Studie: Digitalisierung lässt Stromverbrauch explodieren
• Greenpeace: Clicking Green
• Stromsparen beim Surfen – Tipps vom Umweltbundesamt
• (BMBF) Aktionsplan „Natürlich. Digital. Nachhaltig.
• Antrag Bündnis 90/Die Grünen: „Digitalisierung ökologisch gestalten“ (Bundestags-Drucksache 19/15804)
• „Der digitale Fußabdruck unseres digitalen Lebensstils“: Blogbeitrag des Öko-Instituts [Hinweis: Die Grafik des Öko-Instituts wurde dem Text auf RiffReporter am 2.2.2020 nachträglich ergänzt.]

Lesetipps:

• Christiane Schulzki-Haddouti, Hallo Erde, wie geht es Dir? KlimaSocial, 5.11.2019,
• „Was Bits und Bäume verbindet – Digitalisierung nachhaltig gestalten“, erschienen 2019 im ökom Verlag
• „Erde 5.0 – Die Zukunft provozieren“ von Karl-Heinz Land, erschienen 2018, Future Vision Press