Digitalisierung: Immer größerer Anteil am Ressourcenverbrauch

Unser gegenwärtiger Lebensstil kommt kaum noch ohne digitale Geräte aus. Deshalb ist es sinnvoll zu wissen, von welchen Ressourcen- und Energieverbräuchen wir dabei eigentlich reden.

Welche Treibhausgasemissionen entstehen zum Beispiel bei der Herstellung eines Fernsehers? Wie viel Energie braucht dessen Nutzung? Gibt es gravierende Unterschiede bei den einzelnen Geräten? Auf was sollten wir beim Kauf achten? Wie sparen wir bei der Nutzung Ressourcen? Welche ökologischen Kriterien tragen zur Einsparung wirklich etwas bei? 

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Durch den Gebrauch und die Inanspruchnahme von Waren und Dienstleistungen nutzen wir ökologisch gesehen weltweit Flächen. Der CO2-Fußabdruck misst alle Treibhausgasemissionen. In Deutschland sind das durch Energieverbrauch, Transport und Konsum rund zwölf Tonnen CO2-äquivalente Emissionen (CO2e) pro Jahr und Person (Umweltbundesamt). Ein klimaverträgliches Maß wäre jedoch nur zwei Tonnen. Was fließt bei der Digitalisierung alles in diese Rechnung ein? Wir benötigen nicht nur Ressourcen bei der Herstellung und der Nutzung der Geräte. Auch die Datenübertragung und die Rechenzentren verbrauchen zur Bereitstellung immer größerer Datenmengen Energie.

Ressourcenverbrauch bei der Herstellung

An erster Stelle stehen die Emissionen der Rohstoffgewinnung und der Verarbeitung bei der Herstellung (Berechnungen des Ökoinstituts Freiburg). Sie entstehen während der gesamten Herstellungsprozesse vor allem durch die eingesetzten Rohstoffe und Chemikalien. Einen besonders hohen Energieaufwand fordert die Halbleiterfertigung.

Zur Herstellung eines großen Flachbildfernsehers werden laut Frauenhofer Institut etwa 1.000 Kilogramm CO2-Äquivalenten benötigt. Für einen Laptop zum Beispiel hat das Öko-Institut in der Herstellung etwa 250 Kilogramm CO2e berechnet. Dieser Aufwand bezieht sich auf die jeweils typische Nutzungsdauer.

Je länger wir ein Gerät benutzen, umso geringer der Ressourcenverbrauch pro Jahr. Gleichzeitig ist die Verlängerung der Nutzungsdauer der wichtigste Hebel, um den Fußabdruck der Geräte zu reduzieren. Verbraucher*innen mustern viele digitale Geräte wie Smartphones, Tablets, Laptops oder LED-Fernseher nicht deshalb aus, weil sie kaputt sind. Vielmehr ist intakte Hardware häufig nur deshalb nicht mehr nutzbar, weil sie nicht zu neu konzipierter oder weiterentwickelter Software passt. Das lässt sich verhindern, indem man bereits beim Kauf darauf achtet, dass eine auslaufende Softwareunterstützung das Gerät nicht automatisch bedienunfähig macht und damit eine Hardwareerneuerung nach sich zieht.

Auch das Smartphone länger zu nutzen oder alte, gebrauchsfähige Geräte zu verschenken oder zu spenden sowie defekte Geräte zum Recycling zu bringen, spart Ressourcen.

Energieverbrauch durch die Nutzung

Ein weiterer wichtiger Faktor ist der Energieverbrauch. Die Nutzung der digitalen Geräte im Alltag verbraucht ständig elektrische Energie. Dieser Verbrauch ist stark vom jeweiligen Nutzerverhalten abhängig. Der Stromverbrauch hängt davon ab, welche Leistung ein Gerät hat und wie lange es täglich läuft. Geht man beispielsweise bei einem Fernseher von 200 Watt und einer Nutzungsdauer von vier Stunden pro Tag aus, entspricht der Verbrauch 156 kg CO2e pro Jahr. Im Falle eines Laptops ergibt sich bei einer elektrischen Leistungsaufnahme von 32 Watt und ebenfalls vier Stunden Einsatz pro Tag 25 kg CO2e pro Jahr (Öko-Institut).

Die energiebedingten Emissionen, die durch die Umwandlung von Energieträgern zum Beispiel in Strom und Wärme entstehen, machen laut Umweltbundesamt (UBA) etwa 85 Prozent der deutschen Treibhausgas-Emissionen aus. Bei der Produktion von Strom entstehen sie aus fossilen Energieträgern wie Kohle, Erdgas oder Mineralöl. Das Umweltbundesamt nennt für Deutschland im Jahr 2017 durchschnittlich 485 Gramm Kohlendioxid bei der Erzeugung einer Kilowattstunde Strom für den Endverbrauch als direkte Emission aus der Verbrennung fossiler Energieträger. Hier senken wir die Emissionen, indem wir Strom aus erneuerbaren Energien beziehen.

Eine wichtige Stellschraube beim Energieverbrauch ist auch die Standby-Bereitschaft der digitalen Technik. Der Jahresenergieverbrauch lässt sich durch komplettes Abschalten deutlich verringern. Inzwischen gibt es zusätzlich zu den manuell abschaltbaren auch ferngesteuerte Steckdosenleisten. Strom spart auch ein am Router ausgeschaltetes WLAN.

Emissionen durch Datenübertragung

Die weite Verbreitung digitaler Schnittstellen entspricht einem zusätzlichen Verbrauch durch die ununterbrochene Empfangsbereitschaft digitaler Endgeräte in einem gut ausgebauten Datennetzwerk. Anders als einfache elektrische Geräte erzeugt die digitale Technik während der Nutzung zusätzlich einen ökologischen Fußabdruck, der nicht zu Hause auftritt. Sie überträgt ständig Daten über das Internet. Das deutsche Datenaufkommen im Internet und der Betrieb internetfähiger Geräte verursacht bereits heute etwa 33 Millionen Tonnen CO2-Emissionen im Jahr (SWR). Durch den zunehmenden Einsatz von Sprachsteuerung nimmt die Datenmenge und damit auch der Energieverbrauch weiter zu.

Die Kosten dieses Energieverbrauchs tauchen nicht in unserer Stromrechnung auf und dennoch bezahlen wir sie. Sei es über die Gebühren für den Internetanbieter, den Streaming-Dienstleister oder über den Verkauf von Daten und Werbung. Den Zusammenhang zwischen der Höhe des Energieverbrauchs in Datennetzwerken und der übertragenen Datenmenge haben die Berechnungen des Öko-Instituts über einen Zeitfaktor und einen Mengenfaktor abgeschätzt. So ergibt sich zum Beispiel 62 kg CO2e pro Jahr durch tägliches vierstündiges Videostreaming.

Emissionen der Rechenzentren

Viele Funktionen von digitalen Geräten basieren auf Cloud-Diensten wie beispielsweise einer Stimmerkennung, die energie- und ressourcenintensiv in Rechenzentren weitere Verbräuche verursachen. Für Streaming sind die Ton- oder Bildinformationen jederzeit und von überall auf der Welt abrufbar und nicht nur einmal, sondern mehrfach auf Festplatten von Rechenzentren abgelegt.

Diese Rechenzentren bestehen aus großen Hallen, gefüllt mit Hochleistungsservern, Netzwerk- und Klimatisierungstechnik. Sie brauchen reale Rohstoffe, Wasser zur Kühlung und viel Strom. Die Abwärme geht oft ungenutzt in die Umgebung. Die deutschen Rechenzentren gehören zwar zu den energieeffizientesten weltweit. Dennoch steigt der Energiebedarf der Rechenzentren in der Summe kontinuierlich an und betrug im Jahr 2017 rund 13 Milliarden Kilowattstunden (Borderstep Institut). Auch wächst die in Deutschland von Rechenzentren beanspruchte Fläche jährlich und hat im Jahr 2017 2,2 Millionen Quadratmeter erreicht.

Bezieht man diesen Energieverbrauch auf die 33 Millionen Internet-Nutzer, die die Bundesnetzagentur für das Jahr 2017 nennt, so entfallen auf jeden Internet-Anschluss knapp 400 Kilowattstunden elektrische Energie beziehungsweise 213 Kilogramm CO2-Emissionen pro Jahr.

Fazit: Emissionen rund um Digitalisierung deutlich senken

Insgesamt ergeben die Berechnungen des Öko-Instituts einen CO2-Fußabdruck pro Person pro Jahr von einer Tonne CO2-Äquivalent für Herstellung und Gebrauch von Endgeräten, die Übertragung von Daten über das Internet sowie die Nutzung von Rechenzentren wie auch die Nutzung von weltweit verteilten Webseiten, Musik- und Videostreaming-Diensten, sozialen Netzwerken etc. Das bedeutet, allein der digitale Anteil am Fußabdruck macht schon fast die Hälfte der eigentlich zur Verfügung stehenden Menge an Klimagasen aus, falls dem Klimawandel noch Einhalt geboten werden soll. Um die Digitalisierung zukunftsfähig zu machen, braucht es weitergehende Maßnahmen, die Emissionen sowohl bei den Endgeräten als auch in den Datennetzwerken und den Rechenzentren deutlich zu senken.

Weiterführende Links:

VSB: Überblick zum ökologischen Fußabdruck 

Anja Höfer, Vivian Frick (Hrsg.) (2019): Was Bits und Bäume verbindet - Digitalisierung nachhaltig gestalten

Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft: Themenheft zum Ressourcenverbrauch 

Germanwatch: Tipps für Verbraucher*innen zum Umgang mit alten Elektronikgeräten

Umweltbundesamt: Produkte länger nutzen