Digitalisierung und natürliche Ressourcen

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Digitalisation relies on resources – in this case, data transfer requires cable material and energy
Quelle: Pixelnest / Fotolia

Die Digitalisierung spielt in nahezu allen Lebensbereichen eine immer größere Rolle. Ihr Einfluss auf den Bedarf an natürlichen Ressourcen ist jedoch kaum untersucht. Das UBA-Forschungsvorhaben "Digitalisierung und natürliche Ressourcen" analysiert anhand von Modellrechnungen die Ressourcenintensität der Digitalisierung in Deutschland, um eine umweltgerechte Weiterentwicklung zu unterstützen.

Immer mehr Aspekte unseres privaten und beruflichen Alltags werden digital gestaltet. Dieser Wandel bietet enormes Potential für Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt – durch die Digitalisierung entstehen neue Produkte und Dienstleistungen, Prozesse werden effizienter gestaltet und letztlich können Ressourcen geschont werden. Kaum untersucht ist jedoch bisher, wie sich die fortschreitende Digitalisierung selbst auf den Bedarf an Energie und natürlichen Ressourcen, zum Beispiel an Kupfer, Kunststoffen, Sondermetallen oder seltenen Erden, aber auch auf Treibhausgasemissionen auswirkt.

Diese Problematik wirft eine Reihe von Forschungsfragen auf: In welchem Umfang verursacht die Digitalisierung erhöhten Ressourcenbedarf, zum Beispiel bei der Produktion immer neuer Generationen von Endnutzergeräten, bei den eher langlebigen Netzinfrastrukturen oder bei der für den Betrieb nötigen Energieversorgung? Welche Auswirkungen hat die Digitalisierung auf das Konsumverhalten der Bevölkerung? Wie können zumeist nationale Gesetzgeber sicherstellen, dass weltweit verteilte, digitale Services umweltfreundlich betrieben werden? Wie können zukünftige Entwicklungspfade für die Digitalisierung und für digitale Anwendungen ressourceneffizient und ressourcensparend gestaltet werden? Wie kann die Ressourcenintensität möglichst gering gehalten werden?

Analyse der Ressourcenintensität des digitalen Wandels in Deutschland

Das Umweltbundesamt möchte mit dem Forschungsvorhaben „Digitalisierung und natürliche Ressourcen (DigiRess)“ diese und weitere Fragestellungen untersuchen und eine Analyse der Ressourcenintensität des digitalen Wandels in Deutschland durchführen.

DigiRess beginnt mit einer Bestandsaufnahme der bislang bekannten Fakten und Zusammenhänge im Bereich des durch den digitalen Wandel ausgelösten Ressourcenbedarfs. Anschließend werden genaue System- und Betrachtungsgrenzen der Digitalisierung und ihrer Komponenten erarbeitet, um sie in weiteren Schritten detaillierter untersuchen zu können.

Mit Hilfe eines Modells der deutschen Volkswirtschaft (makroökonometrisches Input-Output-Modell) wird der aktuelle Rohstoffverbrauch des digitalen Wandels sowohl für einzelne Wirtschaftssektoren als auch für die gesamte Volkswirtschaft untersucht. Dabei wird auch berücksichtigt, dass Zwischenprodukte der Digitalisierung nicht ausschließlich in Deutschland gefertigt werden, indem internationale Wertschöpfungsketten untersucht werden. Im Anschluss wird das Modell genutzt, um mögliche zukünftige Entwicklungen der Digitalisierung bis ins Jahr 2060 zu simulieren. Diese unterscheiden sich zum Beispiel hinsichtlich der Entwicklung von Produktionsprozessen, der Konsumnachfrage oder der genutzten Energieträger.

Sowohl für die Ist-Situation als auch für die „möglichen Zukünfte“ wird die Ressourcenintensität (inkl. Treibhausgasintensität) des digitalen Wandels entlang globaler Lieferkettenauf abgeschätzt und modelliert. Zusätzlich zu dieser eher ganzheitlichen Untersuchung wird im Rahmen von zehn Fallstudien die Ökobilanzierung bestimmter Produkte beleuchtet. Dazu können zum Beispiel Smartphones, Internet-Router oder Server für Online-Handelsplattformen gehören.

Die Ergebnisse aus den Simulationen und Fallstudien werden von DigiRess genutzt, um Handlungs- und Politikempfehlungen für eine ressourcenschonende Entwicklung der Digitalisierung zu identifizieren. DigiRess möchte so Entscheiderinnen und Entscheidern in Politik und Forschung konkrete Ratschläge geben, wie eine nachhaltige, umwelt- und ressourcenschonende Gestaltung der Digitalisierung ermöglicht werden kann.

Durchgeführt wird das Vorhaben von einem Team der Ramboll Deutschland GmbH, der Gesellschaft für Wirtschaftliche Strukturforschung (GWS), dem Fraunhofer Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS und dem Deutschen Institut für Normung (DIN).

Das Vorhaben DigiRess startete im Jahr 2020 und dauert zunächst bis Herbst 2023 an. Das Forschungsvorhaben wird im Rahmen des Ressortforschungsplanes (ReFoPlan) 2020 des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (⁠BMU⁠) im Auftrag des Umweltbundesamtes durchgeführt.

Forschungsvorhaben „Digitalisierung und natürliche Ressourcen - Analyse der Ressourcenintensität des digitalen Wandels in Deutschland“ (DigiRess)
Laufzeit: 2020 - 2023
Forschungskennzahl: FKZ 3720 31 101 0
Auftragnehmerinnen und Auftragnehmer: Ramboll Deutschland GmbH, Gesellschaft für Wirtschaftliche Strukturforschung (GWS), Fraunhofer Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS, Deutsches Institut für Normung (DIN)

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Schlagworte:
 Digitalisierung  Ressourcen  Wandel  Treibhausgase  Modellierungen