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Vom Monitoring wildlebender Tiere über den Aufbau einer Kreislaufwirtschaft bis hin zur Entwicklung neuer Enzyme – KI kann in vielen Fällen Dinge schneller, günstiger und konsistenter erledigen als Menschen. Daher werden Technologien der künstlichen Intelligenz schon heute eingesetzt, um die Effizienz und Nachhaltigkeit in einem breiten Spektrum von Bereichen zu verbessern.

Die Entwicklung einer eigenen KI ist jedoch nicht ganz einfach. Für viele Organisationen wie Kommunalverwaltungen, kleinere NGOs und Unternehmen liegt dies außerhalb ihres Fachwissens und Budgets. Die Entwicklung einer KI kann bis zu 300.000 USD kosten – je nach Größe der Plattform und ihrem Zweck.

Das britische Unternehmen UrbanTide hat dieses Problem – und die Marktlücke – erkannt. Daher bietet das Unternehmen anpassbare KI-Lösungen an, die auf spezifische Bedürfnisse und Sektoren zugeschnitten werden können, insbesondere auf solche, die mit Nachhaltigkeit zu tun haben. Das Rückgrat ihres Dienstes ist uSmart, eine KI- und Dateninnovationsplattform, die Datenintegration – auch aus älteren Systemen -, Datenaustausch, Einblicke und Visualisierung in einem Paket ermöglicht.

Auf der Grundlage von uSmart hat UrbanTide bereits spezialisierte Dienste entwickelt, die sich mit Fragen des Wohnungsbaus und des Verkehrs befassen.

UrbanTide

Die uZero-Anwendung dagegen ist ein Instrument, mit dem sich Energiearmut abbilden, erkennen und vorhersagen lassen soll. In England wird als ein von Energiearmut betroffener Haushalt als einer definiert, dessen Haus eine Energieeffizienzklasse von D oder niedriger hat und der nach den Ausgaben für Heizkosten unterhalb der Armutsgrenze liegt bzw. dessen Ausgaben für Heizmaterial 10 Prozent des Einkommens betragen, so dass nur wenig für andere Zwecke übrig bleibt.

Im Mittelpunkt dieses Problems stehen oft ältere, schlecht isolierte Häuser, die damit sowohl finanzielle als auch ökologische Probleme verursachen. Auch wenn es staatliche Zuschüsse für die Nachrüstung dieser Gebäude gibt, ist es oft schwierig zu wissen, wo genau diese am effektivsten eingesetzt werden. Durch den Einsatz von uZero können sich Gemeinden einen Überblick über die Energieeffizienz bestimmter Gebiete verschaffen, während der KI-Algorithmus – unter Verwendung von Daten aus intelligenten Zählern und anderen Quellen – potenzielle CO2-Einsparungen und Sanierungskosten vorhersagt. All dies soll eine effizientere und gerechtere Nutzung der begrenzten Mittel, die Regierungen zur Verfügung stehen, ermöglichen.

Ein weiteres von UrbanTide entwickeltes Tool ist uMove, eine Open-Source-Analyseplattform, die darauf abzielt, nationale Verkehrsstatistiken an einem Ort zu sammeln. In jüngster Zeit hat UrbanTide mit Cycling Scotland zusammengearbeitet, um Daten von 528 integrierten Fahrradsensoren im ganzen Land zu analysieren und so die offene Active Travel Open Data Platform zu schaffen. Durch die Bereitstellung dieser Informationen wird für lokalen Regierungen sichtbar, wo der Radverkehr zunimmt – was vielleicht neue Infrastrukturen erforderlich macht – oder wo der Radverkehr gering bleibt, vielleicht aufgrund fehlender Radwege oder Sicherheitsbedenken.

Cycling Scotland

Außerdem kann die intelligente Software Organisationen wie Cycling Scotland dabei helfen, bei Regierung Verbesserungen und Dienstleistungen zu beantragen, indem sie genaue und objektive Informationen bereitstellt. So verzeichnete die Active Travel Open Data-Plattform während der Pandemie einen Anstieg des Radverkehrs um 47 Prozent.

UrbanTide entwickelt auch ein zusätzliches Tool, uReveal, das darauf abzielt, potenziellen Betrug bei der Zahlung von Non-Domestic Rates – Steuern, die auf Gewerbe- und Geschäftsimmobilien erhoben werden – aufzudecken. Durch die Verwendung von Satellitenbildern und NDR-Bewertungslisten soll uReveal mehr Mittel für den öffentlichen Gebrauch freisetzen.

Darüber hinaus trägt UrbanTide auch zur Förderung der Energiewende in Großbritannien bei, indem es den Energy Revolution Integration Service unterstützt. Über die UrbanTide-Plattform werden Milliarden von Daten von intelligenten Zählern und Internet-of-Things-Geräten aufgezeichnet und gesammelt, die sowohl Echtzeit- als auch historische Energieanalysen ermöglichen – und so Erfolge und Mißstände der Energiewende sichtbar machen.

Darin, dass sowohl Regierungen als auch kleinere Organisationen Zugang zu KI-Tools erhalten, steckt die Chance, dass sie ihre Aktivitäten erheblich steigern und Gleichheit und Transparenz auf lokaler und nationaler Ebene verbessern. Allerdings sollte der Enthusiasmus für KI nicht dazu führen, dass ökologische und soziale Aspekte der Technologie – insbesondere der hohe Energiebedarf – außer Acht gelassen werden.

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Wir sind daran gewöhnt: Ein Fingerswipen und innerhalb von Sekunden erscheint ein umfassender Live-Routenplan mit mehreren Verkehrsoptionen und Verspätungswarnungen auf dem Bildschirm unseres Smartphones. Unterwegs noch einen Kaffee trinken? Kein Problem. Die 17 am besten bewerteten Cafés auf der Route, komplett mit Öffnungszeiten, Bewertungen und Wegbeschreibung stehen sofort bereit. Auch wenn die Verbindungen und Netze noch wesentlich besser sein könnten – selbst in kleineren europäischen Städten stellen Karten- und ÖPNV-Apps – zumindest einigermaßen – zuverlässige und häufig aktualisierte Informationen bereit.

In Städten wie Duitama ist die Situation jedoch ganz anders. In der zentralkolumbianischen Stadt mit mehr als 112.000 Einwohnerinnen und Einwohnern gibt es keine öffentliche Datenquelle mit den Routen und Fahrplänen der drei Busunternehmen. Für alle, die sich mit Bus und Co. auf den Weg machen wollen bedeutet das, die Fahrpläne der einzelnen Unternehmen manuell abgleichen zu müssen, um eine passende Route zu finden. Verspätungen lassen sich nicht vorhersagen und jenen, die die Stadt nicht kennen, bleibt nichts anderes übrig als sich durchzufragen, um die nächstgelegene Haltestelle zu finden.

Doch auch wenn hierzulande die wichtigsten Informationen zur Hand sind, kann es dennoch für Menschen mit Mobilitätseinschränkungen schwierig sein, einen optimalen Weg mit den öffentlichen Verkehrsmitteln zu planen. Wenn Aufzüge oder Rolltreppen defekt sind, vorgeschlagene Bahnhöfe nur eingeschränkt mit dem Rollstuhl befahrbar sind oder es andere unvorhergesehene Hindernisse auf der Strecke gibt, können Verkehrsnutzer*innen im Rollstuhl oder mit Kinderwagen echte Probleme haben, ihre Strecke zu bewältigen.

Trufi verschafft Menschen weltweit einen Zugang zum ÖPNV

Genau hier setzt Trufi an: Die internationale NGO will den Zugang zu öffentlichen Verkehrsmitteln erleichtern. Begonnen hat alles 2018 in Cochabamba, Bolivien. Laut Ted Johnson, Kommunikationsdirektor bei Trufi, war es „sehr frustrierend, in Cochabamba mit öffentlichen Verkehrsmitteln von A nach B zu kommen“. Die Mission der NGO ist einfach: „Menschen dabei zu helfen, öffentliche Verkehrsmittel zu nutzen, und öffentliche Verkehrsmittel im globalen Süden attraktiver zu machen.“

Trufi Association 2023 Trufi hilft den Menschen in Cochabamba durch ihre Stadt zu navigieren.

Ted räumt ein, dass „für jemanden in einem Industrieland das, was unsere Apps tun, nicht besonders beeindruckend klingt… [aber] in Cochabamba kann man zum Beispiel mit Google Maps keine Fahrt mit den Bussen (Trufis genannt) durch die Stadt planen. Aber mit unserer App geht das. Für die Menschen in Cochabamba ist diese Möglichkeit eine große Erleichterung.“

Trufi hat sich auf die Bereitstellung bzw. Erfassung von geografischen Routing-Daten spezialisiert, die dann zu brauchbaren mobilen Apps weiterentwickelt werden. Um diese Datenerfassung und -weitergabe zu erleichtern, haben Initativen wie die Arcadis IBI Group, MobilityData sowie Trufi Open-Source-Tools entwickelt, die dann frei zur Verfügung stehen. „Unsere Apps brauchen die Daten, um das zu tun, was sie tun, aber wir behalten diese Daten nicht für uns“, betont Johnson.

In Nouakchott in Mauretanien, aber auch in vielen anderen Städten, hat diese Arbeit bereits dazu beigetragen, die erste vollständigen Karten des öffentlichen Nahverkehrs zu erstellen. Und in Tetouan in Marokko, Accra in Ghana, Cochabamba in Bolivien und mehreren Städten in Deutschland sind auf Basis dieser Technologie bereits Mobilitäts-Apps entwickelt worden.

Eine der Apps, route:able, befindet sich derzeit im Proof-of-Concept-Stadium. Wenn es soweit ist, wird sie Nutzenden in Baden-Württemberg ermöglichen, Fahrten zu planen, ohne auf außer Betrieb befindliche Aufzüge und andere Hindernisse zu stoßen. Wie die Trufi-App, die Bürger*innen weltweit den Zugang zu öffentlichen Verkehrsmitteln – einschließlich des informellen Verkehrs – über ihre Mobiltelefone ermöglicht, will route:able OpenStreetMap für die Kartierung der öffentlichen Verkehrswege nutzen.

„Der Mangel an Verkehrsdaten für die verschiedenen Verkehrsträger in afrikanischen Städten führt oft dazu, dass Entscheidungen getroffen werden, ohne zu berücksichtigen, was vorhanden ist, was funktioniert und was nicht“, berichten die Gründer von Trufi. In Ghana sammelt die Trotro-App von Trufi daher informelle und formelle Fortbewegungsmöglichkeiten und identifiziert fehlende Routen, um den Menschen die Navigation in Accra zu erleichtern.

Mit Daten den Übergang zu einer klimafreundlichen Mobilität erleichtern

Das Modell von Trufi, bei dem offene Daten, Open-Source-Tools und ein gemeinschaftliches „digitales Gemeingut“ durch die Arbeit mit der lokalen Gemeinschaft zum Einsatz kommen, hat das Potenzial, die Kosten drastisch zu senken und den öffentlichen Verkehr zu verbessern. Dies könnte viele Länder bei dem Übergang zu einer umweltfreundlichen Mobilität unterstützen.

Chris Arthur-Collins Informelle Verkehrsmittel wie Tuk-tuks könnten schon bald auch in Navigations-Apps erscheinen.

Dies gilt insbesondere, wenn man bedenkt, dass der Verkehr von allen Sektoren weltweit am stärksten auf fossile Brennstoffe angewiesen ist – im Jahr 2021 war dieser Sektor für 37 Prozent der CO2-Emissionen verantwortlich. 2018 verursachten Autos und ähnliche Verkehrsmittel allein in der EU rund 888 Millionen Tonnen Treibhausgase. Diese astronomischen Emissionen treiben die Klimakatastrophe voran, belasten die Gesundheit, zerstören Ökosysteme und verbrauchen riesige Mengen an energieintensiven Ressourcen wie Aluminium, Stahl und Kunststoff.

Dennoch berichtet Ted Johnson, dass es immer wieder schwierig ist, Behörden von dem Ansatz von Trufi zu überzeugen. „Die Verkehrsbehörden in vielen Städten müssen sich erst noch für die Möglichkeiten der von uns generierten Daten begeistern. Wir können ihre blinden Flecken beseitigen, damit sie wissen, was in ihrer Stadt vor sich geht“.

Ted ist jedoch fest davon überzeugt, dass Trufi seine Mission zur Demokratisierung des öffentlichen Nahverkehrs weltweit fortsetzen wird, auch wenn lokale Behörden immer wieder das Unternehmen ausbremsen: „Die Gleichgültigkeit von Verkehrsbehörden hält uns nicht von der Arbeit in einer Stadt ab. Es ist schön, eine Verkehrsbehörde als Partner zu haben, aber wir können auch ohne sie vorankommen, die Daten erstellen und eine App entwickeln.“

Öffentliche Verkehrsmittel bequem zugänglich, praktisch und zuverlässig zu machen, ist ein wesentlicher Schritt, um die Zahl von Autos und Privatfahrzeugen auf unseren Straßen zu reduzieren. Transparenz und Wissensaustausch sind dabei zwei der wichtigsten Instrumente, um die Mobilität zu modernisieren und zu digitalisieren, die Mobilitätswende voranzutreiben und unsere Klimaziele zu erreichen, bevor es zu spät ist. Das Engagement der NGO Trufi leistet dazu einen wichtigen Beitrag.

Dieser Artikel gehört zum Dossier „Mobilitätswende – Smart in Richtung Klimaneutralität“. Das Dossier ist Teil der Projekt-Förderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU), in deren Rahmen wir vier Dossiers zum Thema „Mission Klimaneutralität – Mit digitalen Lösungen die Transformation vorantreiben“ erstellen.

Mehr Informationen hier.

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Schon mal ein Smartphone „heißtelefoniert“? Oder vor einem Laptop gesessen, dessen Lüftung so hochfährt, als würde er gleich abheben? Was hier passiert verdeutlicht, dass dort, wo große Datenmengen verarbeitet werden, Wärme entsteht. Und damit Geräte dadurch nicht überhitzen und Schaden nehmen, müssen sie gekühlt werden. Das gilt nicht nur für Smartphone, Laptop und Co., sondern auch für Rechenzentren. Auf riesigen Flächen steht hier Server an Server und alle sind damit beschäftigt, unermüdlich unsere Daten zu verarbeiten. Jede Suchmaschinenanfrage, jede E-Mail, jede noch so kleine Aktion, die online ausgeführt wird, wandert als Datenpaket durch Rechenzentren und deren Server – und die dabei entstehende Wärme muss permanent runtergekühlt werden. Das führt vor allem zu einem hohen Stromverbrauch.

Der Energiehunger der Datenzentren

Wie hoch aktuell der Energiebedarf aller Rechenzentren weltweit ist, lässt sich nicht mit Sicherheit sagen. Verschiedene Berechnungen reichen von 200 bis 500 Milliarden Kilowattstunden. Klingt etwas abstrakt, aber die Dimensionen veranschaulicht diese Tatsache: Wäre das Internet ein Land, dann stünde es im Energieranking irgendwo zwischen Platz drei und fünf. Das mechanische Kühlen ist dabei für rund 25 Prozent des gesamten Stromverbrauchs eines Rechenzentrums verantwortlich. Und die Abwärme? Verpufft meistens ungenutzt.

Um die hohen CO2-Emissionen von Rechenzentren herunterzufahren geht es also nicht nur darum, diese mit 100 Prozent erneuerbaren Energien zu betreiben, sondern auch eine effiziente Kühlung und die intelligente Nutzung der Abwärme sind wesentliche Stellschrauben. Gleichzeitig steckt darin auch ein großes Potenzial für die nachhaltige Wärmeversorgung, denn Rechenzentren produzieren das ganze Jahr über Wärme.

Stockholm wird mit Rechenleistung beheizt

Tatsächlich wird an einigen Orten die Abwärme unserer digitalen Welt schon genutzt. Vorreiter ist hier Schweden. Die drei Rechenzentren Pionen, Thule und St: Erics zum Beispiel versorgen bereits tausende von Haushalten in Stockholm mit Wärme. Das skandinavische Land ist mit seinem kühlen Klima ein idealer Standort für Rechenzenten, da dadurch weniger Strom für die Kühlung anfällt. Gleichzeitig setzt Schweden hauptsächlich auf Fernwärme, um Gebäude zu beheizen, und verfügt daher über ein gut ausgebautes Wärmenetz. Das macht es leicht, die Abwärme der Rechenzentren zu nutzen, da diese schon heute problemlos in das Fernwärmenetz eingespeist werden kann.

Cloud&Heat Rechenzentren können sowohl innerhalb von Gebäuden platziert sein, wie die Server des Startups Cloud&Heat, oder die Wärme wird von einem nahegelegenen Standort transportiert.

In Deutschland gibt es zwei Beispiele, in denen ein Neubaugebiet mit Wärme aus dem Rechenzentrum versorgt wird. Das neue Rechenzentrum von VW Financial Service in Braunschweig leitet rund zwei Prozent der Abwärme in das anliegende Wohngebiet und im neuen Wohnquartier „Westville“ in Frankfurt sollen demnächst ca. 70 Prozent des Wärmebedarfs aus der Abwärme des benachbarten Rechenzentrums abgedeckt werden.

Natürlich ist es auch denkbar, die überschüssige Wärme nicht nur in Nah- und Fernwärmenetze einzuspeisen, sondern auch Gebäude wie Schwimmbäder, Wäschereien oder Gewächshäuser, die permanent Wärme benötigen, damit zu versorgen. Erste Beispiele gibt es bereits. Das nordfriesische Unternehmen Windcloud zum Beispiel nutzt die Abwärme seines Rechenzentrums, um eine Algenfarm auf dem Dach zu beheizen.

Abwärmenutzung als Recyclingprozess

Die Verfahren der Abwärmenutzung sind technisch eigentlich ganz einfach. Entweder wird die Abwärme direkt genutzt oder nach einer Aufwertung. Bei der direkten Nutzung der Wärme wird diese über einen sogenannten Wärmetauscher aus dem Rechenzentrum über Rohre zum Beispiel unmittelbar in ein Gewächshaus transportiert. Um die Wärme in das Heizsystem eines Gebäudes oder Raums zu übertragen kann die Abwärme auch erst über einen Wärmetauscher von einer Kühlflüssigkeit – zum Beispiel Wasser oder Glykol – aufgenommen und anschließend über einen weiteren Wärmetauscher übertragen werden. Soll die Wärme dagegen in ein höher temperiertes Wärmenetz eingespeist werden, dann wird die Temperatur der Abwärme durch eine Wärmepumpe aufgewertet. „Im Großen und Ganzen ist die Abwärmenutzung aus Rechenzentren ein Art Recyclingprozess“, sagt Mira Weber, die sich als Projektmanagerin von Bytes2Heat der Abwärmenutzung aus Rechenzentren widmet.

Windcloud Die schematische Darstellung von Windcloud zeigt die Energieflüsse – Strom aus erneuerbaren Energiequellen fließt in das Rechenzentrum, die aus den Rechenprozessen entstehende Wärme heizt die Algenfarm.

Die Technologien für die Abwärmenutzung sind also bereits vorhanden – und werden, wie die genannten Beispiele zeigen, auch schon erfolgreich eingesetzt. Trotzdem setzen die wenigsten Rechenzentren in Deutschland auf ein Abwärmerecycling.

Wie kommt Fahrtwind in die Abwärmenutzung?

Dass die Wärme aus Rechenzentren in Deutschland bisher weitgehend ungenutzt bleibt, liegt einerseits an den Unternehmen selbst, denn da die Abwärmenutzung nicht zum Kerngeschäft der Rechenzentren gehört, hat diese auch keine hohe Priorität, so Mira Weber.

Auch infrastrukturelle Herausforderungen erschweren das Abwärmerecycling. Im Vergleich zu den skandinavischen Ländern sind die Nah- und Fernwärmenetze in Deutschland schlechter ausgebaut, die Wärme kann also nicht ohne weiteres in bestehende Netze eingespeist werden. „Zudem wissen die Rechenzentren und Wärmeabnehmer oft nicht, dass sie sich in unmittelbarer Nähe befinden und müssten erstmal zusammenfinden“, berichtet Weber.

Doch gerade mit den steigenden Preisen für fossile Energieträger wächst auch das Interesse an nachhaltiger Wärme und spätestens aus Klimaschutzgründen sollte es auch ein politisches Interesse daran geben, die Wärmequellen aus Rechenzentren auszuschöpfen.

In einer Studie kommen Forschende zu dem Ergebnis, dass ca. 20 bis 60 Prozent des gesamten Energieeinsatzes wiederverwendetet werden können – eine wohlgemerkt sehr große Bandbreite. Windcloud gibt an, mit seiner Algenfarm sogar 100 Prozent der Abwärme wiederverwenden zu können und das Startup Cloud&Heat aus Dresden 90 Prozent.

„Das Borderstep-Institut geht von einer Erhöhung des gesamten Strombedarfs der Rechenzentren auf 18 Milliarden Kilowattstunden (2025) aus, was zu einem geschätzten Abwärmenutzungspotenzial von 3,6 bis 10,8 Milliarden Kilowattstunden führt. Auf Europa bezogen wären das für 2030 voraussichtlich 19,7 bis 59 Milliarden Kilowattstunden“, schätzt Benjamin Ott, der sich als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität Stuttgart auf die Abwärmenutzung in Rechenzentren spezialisiert hat. „Mit der Abwärmenutzung aus Rechenzentren könnte man also theoretisch bis zu 2 Prozent des gesamten deutschen Raumwärmebedarf privater Haushalte decken.“ Das bedeutet, dass eine Großstadt wie Berlin komplett mit Abwärme versorgt werden könnte.

Viele Direktnutzungsmöglichkeiten benötigen keinen Einsatz von Wärmepumpen. Allerdings sind sie für die Einspeisung ins Wärmenetz derzeit meistens noch notwendig, da es nur wenige Niedertemperaturnetze gibt „Es gibt jedoch eine Entwicklung, die uns entgegen kommt. Neue Gebäude werden mit großflächigen Fußbodenheizungen ausgerüstet und alte Gebäude werden nach und nach saniert. Dadurch sinkt zum einen die Temperaturanforderung und der Wärmebedarf, wofür die Abwärme aus Rechenzentren „perfekt“ geeignet ist und in Zukunft mehr Haushalte versorgen könnte“, so Ott.

Eine Abwärmenutzungspflicht bzw. die Bereitstellungspflicht der Abwärme durch die Rechenzentren und ein Einspeisevorrang für klimaneutrale Wärme durch die Wärmenetze wäre daher ein wichtiger politischer Rahmen, um die Abwärme unserer Rechenleistung flächendeckend zu recyclen. „Ergänzt werden muss dies durch eine Transparenzpflicht. Denn Abwärmenutzung ist eine gemeinschaftliche Aufgabe. Dafür müssen Wärmenetzen und Wärmequellen transparent werden und ihre Temperaturen, Einspeisepunkten etc. öffentlich zugänglich machen“, sagt Mira Weber. Dafür gefragt sind vor allem deutschlandweite bzw. EU-weite einheitliche Regelungen.

Mira Weber widmet sich seit April 2021 als Projektmanagerin von Bytes2Heat der Abwärmenutzung aus Rechenzentren. Zuvor hat sie BWL an der Universität Mannheim und Corporate Management & Economics an der Zeppelin Universität studiert. Während ihres Studiums war sie als Vorstandsvorsitzende einer Bildungsinitiative, Leiterin einer Nachhaltigkeitsinstitution und als Nachhaltigkeitsberaterin tätig.

Um die Abwärmenutzung aus Rechenzentren in Deutschland zu beschleunigen und gleichzeitig relevante Stakeholder zusammenzubringen, wurde das Vorhaben „Bytes2Heat“ ins Leben gerufen, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert wird. Zusammen mit den Projektpartnern, die Deutsche Unternehmensinitiative Energieeffizienz e.V. (DENEFF), die Institute IER und IVR der Universität Stuttgart sowie die Innovative WärmeNetze GmbH (IWN), sollen im Rahmen des Projekts über eine Plattform Lösungstools entwickelt werden, die die Abwärme aus Rechenzentren im Wärmesektor nutzbar machen. „Beispielsweise kann man hier über unser Matching-Tool den passenden Abwärmenutzungspartner finden oder mit unserem Wirtschaftlichkeitsrechner die Rentabilität eines potenziellen Abwärmenutzungsprojekt berechnen“, berichtet Weber.

Zusätzlich sollen in den nächsten Jahren konkrete Pilotprojekte entstehen, um eine flächendeckende Umsetzung in Deutschland zu fördern. Es scheint also auch in Deutschland Bewegung in die Sache zu kommen.

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Unsere belebten städtischen Räume sind bereits vollgestopft mit einer Vielzahl von Fahrzeugen, Maschinen, Menschen und Gebäuden – das ist, was wir sehen. Was wir nicht sehen: Auch die Luft selbst ist mit unsichtbarem Informationsverkehr gefüllt. Wifi-Signale, Radiowellen und Telekommunikation durchkreuzen ständig unsere Umgebung.

Eine neue Technologie will Funkfrequenzen nun zur Energiegewinnung nutzen: Forschende der Fakultät für Elektro- und Computertechnik der University of Central Florida (UCF) haben einen neuen Prototyp entwickelt, der das ansonsten ungenutzte elektrische Potenzial von Funkfrequenzen nutzen kann. Dabei haben insbesondere elektromagnetische Hochfrequenzwellen – die in den meisten besiedelten Gebieten am häufigsten vorkommen – das Potenzial, Geräte mit sehr geringem Stromverbrauch zu betreiben, ohne dass Batterien oder andere Energiequellen erforderlich sind.

Um diese Energie zu nutzen, verwendet das UCF-Gerät piezoelektrische Materialien, die durch mechanische Belastung fester Objekte eine elektrische Ladung erzeugen. Diese Spannungen können so subtil sein wie geringfügige Vibrationen in der Luft, und es gibt seit langem Theorien, dass auch Radio- oder Schallwellen dafür ausreichen.

Die UCF-Erfindung macht sich insbesondere den Mechanismus des Energieaustauschs zwischen mikroakustischen Wellen (die Grundlage für den größten Teil der Radiofrequenzsignalverarbeitung) und Elektronen zunutze. Die Radiofrequenzen und ihre mikroakustischen Wellen werden von dem Gerät erfasst und über ein piezoelektrisches Material auf einem Halbleiter geleitet. Durch die Wirkung der Wellen auf das Material wird Strom erzeugt, der dann in Gleichstrom umgewandelt und von dem angeschlossenen Gerät verwendet wird.

University of Central Florida

Ein Problem, das die praktische Nutzung von Funkwellen als Energiequelle einschränkt, ist die Notwendigkeit, Signale zu erfassen und zu übertragen, was ebenfalls Energie benötigen. Um diese Probleme zu lösen, haben die UCF-Forschenden eine Technologie entwickelt, die die Fähigkeit zur Stromspülung und zur Erfassung des Spektrums in ein passives Modul integriert. Dadurch würden stromintensive Messmodule überflüssig. Außerdem könnte diese Energie bei Bedarf in einem Kondensator oder einer Batterie gespeichert werden.

Ein weiteres Problem ist die Verfügbarkeit des für die Energieerzeugung benötigten Funkspektrums. Die Umwandlung erfolgt in einem Submillimeter-Funkwellenbereich und in einem speziell definierten Frequenzbereich. Um dieses Problem zu lösen, wurde das Gerät auch entwickelt, um „intelligentere“ Datenübertragungen zwischen Internet-of-Things-Knoten zu verarbeiten und die Belegung von Frequenzen in diesem Bereich zu verstehen. Vereinfacht ausgedrückt würde dies einem Gerät ermöglichen, Energie aus der von nahegelegenen IoT-Knotenpunkten abgestrahlten Funkfrequenzleistung zu gewinnen.

Das Konzept ist insbesondere auf die Versorgung von IoT-Sensoren und -Geräten mit geringer Leistung ausgerichtet – vor allem in einer städtischen Umgebung. Bisher setzt der Bedarf an Energie – der aktuell entweder von einem Solarmodul oder einer eingebauten Batterie gedackt werden muss – diesen Geräten praktische Grenzen. Solarmodule müssen eine bestimmte Größe und ständig Zugang zum Sonnenlicht haben, was in städtischen Gebieten mit hohen Gebäuden nicht immer möglich ist. Und Batterien müssen regelmäßig gewechselt werden, was zusätzliche Kosten verursacht. Ein Gerät, das Strom aus Radiowellen gewinnt, könnte dagegen konstant Strom erzeugen und dabei weniger Kosten beim Aufbau und der Wartung verursachen.

Ein Prototyp des Mini-Radiowellenkraftwerks existiert bereits; nun suchen die Forschenden nach Partner*innen für die Produktion.

Keine Drähte angeschlossen

Die drahtlose Energieübertragung klingt nach einer sehr fortschrittlichen Technologie – aber sie wird schon seit langem erprobt. Bereits Nikolai Tesla hat eine solche Technologie theoretisiert, die in den 1960er Jahren mit der Rectenna – einer Zusammensetzung aus „rectifying“ (gleichrichtend) und „antenna“ (Antenne) – zur Anwendung kam.

Heute werden Rectennas vor allem in Radiofrequenz-Identifikationsetiketten (RFID) verwendet, d.h. bei der Identifizierung von Gegenständen oder Lebewesen mithilfe elektromagnetischer Wellen, zum Beispiel in der Logistik und in Pässen. Ein RFID-System besteht aus einem Transponder (umgangssprachlich auch Funketikett genannt), der sich am oder im Gegenstand bzw. Lebewesen befindet und einen kennzeichnenden Code enthält, sowie einem Lesegerät zum Auslesen dieser Kennung. Diese barcodeähnlichen Anwendungen benötigen keine Sichtverbindung zu einem Scanner, um zu funktionieren, und können vorübergehend mit Strom versorgt werden, wenn bestimmte Funkwellen vorhanden sind. Weitere Anwendungen sind zum Beispiel berührungslose Chipkarten.

Die Energieübertragung über Funkwellen wird jedoch auch als Möglichkeit diskutiert, Sonnenenergie aus dem Weltraum zu übertragen oder Drohnen durchgängig mit Energie zu versorgen.

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Allein im Jahr 2019 waren Autos in Deutschland für rund 164 Millionen CO2-Emissionen verantwortlich. Damit ist die Mobilität der einzige Sektor, der seine Emissionen in den letzten Jahrzehnten nicht reduzieren konnte. Und das, obwohl in vielen Städten das eigene Auto zu einem Luxus geworden, der sich leicht durch öffentliche Verkehrsmittel ersetzen lässt. In ländlichen Gebieten dagegen ist ein Leben ohne Auto oft eine Notwendigkeit. Der Weg zur Arbeit, zum Arzt oder einfach nur zum Einkaufen ist nicht in 10 Minuten zu Fuß oder mit dem Rad zu bewältigen und viele abgelegene Gegenden sind gar nicht oder unzureichend an den ÖPNV angeschlossen. Mit Shuttle-Diensten auf Abruf wird nun vielerorts erprobt, die Lücke zwischen gemeinsam genutzten öffentlichen Verkehrsmitteln und individuellen Fahrten mit dem Auto zu schließen.

Das Problem der „letzten Meile“

Während die Bevölkerung in den Städten weltweit zunimmt, leben immer noch 43 Prozent der Weltbevölkerung in ländlichen Gebieten, in Europa sind es 27 Prozent. Dieser nicht unerhebliche Teil der Bevölkerung ist nach wie vor in hohem Maße auf das eigene Auto angewiesen. 90 Prozent der Haushalte in den ländlichen Gebieten Deutschlands besitzt mindestens ein Auto – ein großer Unterschied zu den Städten, in denen fast die Hälfte der Haushalte ohne ein eigenes Auto auskommt. Auch wenn viele Busse und Bahnen bereits kreuz und quer durchs Land kurven, scheitert die Mobilitätswende auf dem Land oft an der sogenannten „letzten Meile“. Es macht keinen Sinn, mit dem Zug zu fahren, danach in den Bus zu steigen, um dann an einer abgelegenen Haltestelle ohne Anschlussverbindung nach Hause festzusitzen. Es ist der letzte Schritt der Reise, der für viele das Auto immer noch unverzichtbar macht.

Leere Fahrten – Die Herausforderung der Auslastung © Marius Matuschzik/ Unsplash-Licence

Auch wenn Deutschland ein dicht besiedeltes Land ist, gibt es einige Gebiete, in denen die Bevölkerungsdichte und der Bedarf einfach nicht ausreichen, um eine regelmäßige Bahn- oder Busverbindung wirtschaftlich oder ökologisch tragfähig zu gestalten. Eine ganze Buslinie, die die täglichen Fahrten von 4 Fahrgästen abdeckt, ist immer noch nicht nachhaltig. Hier müssen andere Lösungen gefunden werden.

In der EU ist das Auto das vorherrschende Verkehrsmittel, wobei im Durchschnitt weniger als 2 Personen pro Auto unterwegs sind. Der Hauptanlass ins Auto zu steigen ist der tägliche Weg zur Arbeit, was dazu führt, dass viele leere Autos jeden Tag die gleichen Strecken fahren. Aber es gibt Hoffnung: Autos mit nur einem Fahrenden schneiden zwar deutlich schlechter ab als öffentliche Verkehrsmittel, aber mit jedem Mitfahrenden steigt die CO2-Effizienz. Die Anzahl der Fahrgäste ist damit ein wichtiger Faktor für eine effiziente Mobilität und macht etwa 70-90 Prozent der Emissionen aus, während nur die restlichen 10-30 Prozent durch Technologie, Bedingungen oder Entfernungen erklärt werden können. Um dies zu illustrieren: Die CO2-Effizienz eines Autos mit vier Fahrgästen ist ähnlich hoch wie die eines E-Scooters in Privatbesitz. Wenn wir ein Auto mit anderen teilen, verbessern wir also die Umweltauswirkungen unserer Reise drastisch – und entlasten zusätzlich die Verkehrsinfrastruktur.

Alle an Bord? Inklusion im ÖPNV

Was ist eigentlich mit allen, denen es aus irgendwelchen Gründen nicht möglich ist, ein Auto zu fahren? Können sie den öffentlichen Nahverkehr nutzen? Nun, nicht immer. Immer wieder funktionieren Aufzüge nicht, Busse haben keine Rampe für einen Rollstuhl oder die Fahrpläne sind zu kompliziert oder nicht auf die Bedürfnisse von Menschen mit Behinderungen abgestimmt. Dies kann dazu führen, dass ältere Menschen oder Menschen mit Behinderungen auf Familienmitglieder oder Betreuer*innen angewiesen sind, die sie herumfahren. Neue, nachhaltigere Lösungen sollten auch zur Autonomie und sozialen Integration der Menschen beitragen.

Die Räder drehen sich – intelligente Lösungen durch Digitalisierung

Erfreulicherweise werden an verschiedenen Orten neue Initiativen aktiv, die Lösungen an der Schnittstelle von individueller Mobilität und öffentlichem Verkehr anbieten. Ermöglicht durch die Digitalisierung und oft angetrieben durch bürgerschaftliches Engagement, sind On-Demand-Shuttle-Dienste besonders in ländlichen Gebieten Deutschlands effektiv, wo keine Bahnen und Busse zur Verfügung stehen.

Eines der größten On-Demand-Projekte in Europa ist das Projekt „On-Demand Mobility für die Region Frankfurt/Rhein-Main„. Das Ziel ist es, die CO2-Emissionen im öffentlichen Raum zu reduzieren, indem Lücken im öffentlichen Angebot mit emissionsfreien Fahrzeugen, die rein batterieelektrisch oder mit Wasserstoffantrieb fahren, geschlossen werden. Der linien-und fahrplanunabhängige Verkehr wird dabei über eine digitale Plattform organisiert. Es ist das erste Mal, dass ein Projekt dieser Art in Deutschland über mehrere Regionen hinweg und mit einheitlichen Standards umgesetzt wird und damit ein Leuchtturmprojekt für viele weitere Initiativen.

Wie das On-Demand-Shuttle funktioniert? Nehmen wir an, du möchtest von zu Hause in die Stadt fahren, um einige Besorgungen zu machen. Entweder kannst du dir jetzt telefonisch oder über die RMV-On-Demand-App ein Shuttle bestellen. Über die App gibst du dein Start- und Endziel ein, wählst, ob du sofort oder zu einem späteren Zeitpunkt fahren möchtest, buchst die Route und schon kann es losgehen! Die Bezahlung erfolgt direkt über die App, und die Preise richten sich nach dem regulären Tarif für öffentliche Verkehrsmittel mit einem kleinen Aufschlag für den Komfort. Um Emissionen zu sparen, übernimmt die Software dahinter das Ridepooling und fügt andere Fahrgäste zu deiner Fahrt hinzu, die eine ähnliche Strecke fahren wollen.

CleverShuttle CleverShuttle integriert On-Demand-Ridepooling in den ÖPNV.

Die Software hinter dem On-Demand-Shuttle in der Region Frankfurt hat „CleverShuttle“ entwickelt. Das Unternehmen bietet die Planung, Einrichtung und Verwaltung von Shuttle-Service-Projekten und die Software zur Koordinierung der Fahrten an und arbeitet bereits mit mehr als 18 Verkehrsbetrieben zusammen. Die Projekte zielen darauf ab, in Zusammenarbeit mit den lokalen Behörden den bestehenden öffentlichen Nahverkehr durch nachhaltige, flexible und bedarfsgerechte Shuttles zu ergänzen. Die Software von CleverShuttle ermöglicht dabei die digitale Steuerung sämtlicher Prozesse, von der Zuordnung von Schichten zu Fahrten über Wartungsaufgaben und der Zustandserfassung der Fahrzeugflotte bis hin zur Algorithmus-gesteuerten Bündelung der Fahrtanfragen und der Navigation der Fahrer*innen zum jeweiligen Start- und Endpunkt der Buchung. Fahrgäste können hier ihre Fahrten buchen und alle wichtigen Auskünfte zu Preisen, Wartezeiten und Ankunft abrufen.

In Lübeck setzt die Initiative „In2Lübeck“ vor allem auf die Beteiligung der Bürger*innen, um einen möglichst nutzerzentrierten Service zu entwickeln. Die Shuttlebusse sind seit einigen Jahren im Einsatz und aus der lokalen Mobilität nicht mehr wegzudenken. Durch Workshops, Umfragen und Dialogveranstaltungen will das Projekt nun über den Shuttleservice hinausgehen und zu einer Veränderung der Verkehrslandschaft der Stadt insgesamt beitragen.

Doch wie effektiv sind diese Dienste?

Shuttle-Dienste auf Abruf können das Verkehrsaufkommen wirksam reduzieren, insbesondere im Gegensatz zu Taxidiensten, die das Verkehrsaufkommen durch leere Fahrten erhöhen, wie eine langjährige Studie aus Hamburg belegen konnte. Zusätzlich zu den öffentlichen Verkehrsmitteln können sie viele Menschen unabhängiger von ihrem Auto machen, was dazu führt, dass weniger Autos pro Haushalt benötigt werden.

Ein großer Schwerpunkt muss dabei jedoch darauf gelegt werden, die sozialen und nachhaltigen Vorteile zu einem integralen Bestandteil von Shuttle-Diensten auf Abruf zu machen. Der Einsatz von E-Autos und das Angebot von Mitfahrgelegenheiten für mehr Menschen könnten wirksame Maßnahmen sein, um zu verhindern, dass sie zu einem Taxi-Ersatz werden, und sie für neue Bevölkerungsgruppen attraktiv zu machen. Insbesondere ältere Menschen könnten von diesen Diensten profitieren; eine Herausforderung besteht jedoch darin, diese Dienste für Menschen zugänglich zu machen, die nicht über die notwendigen digitalen Fähigkeiten verfügen, um Fahrten online zu buchen.

Ein wesentlicher Schlüssel dazu, dass Abrufdienste zu einer attraktiven Alternative zum Privatwagen werden, scheint eine gut umgesetzte Integration in den bestehenden öffentlichen Verkehr zu sein. Dabei ist die Finanzierung flexibler On-Demand-Dienste ist eine Herausforderung, mit der viele kleinere Betreiber*innen noch zu kämpfen haben, insbesondere wenn es um digital verwaltete Dienste geht. Außerdem gilt es, die rechtlichen und finanziellen Rahmenbedingungen zu schaffen, um die experimentelle und projektbasierte Phase zu verlassen und diese Initiativen skalierbar zu machen und ihre Wirksamkeit zu erhöhen.

Derzeit befinden sich On-Demand-Shuttle-Services noch in einer rechtlichen Grauzone, wenn sie Teil des öffentlichen Verkehrssystems werden und dann auf Antrag und Genehmigung gemäß der Experimentierklausel des Personenbeförderungsgesetzes angewiesen sind. Die Herausforderung besteht darin, eine Novellierung des Personenbeförderungsgesetzes auf den Weg zu bringen, um für innovative digitale On-Demand-Dienste mehr Rechtssicherheit zu schaffen. Gleichzeitig müssen auf der finanziellen Seite neue Finanzierungsrahmen gefunden werden, um Bundes- und Regionalisierungsmittel für lokale Projekte bereitzustellen. Ein Vorschlag ist zum Beispiel ein „Ein-Prozent-Fonds„, mit dem Regionalisierungsmittel für diese Angebote von den zuständigen Behörden und verantwortlichen Bestellern ausgeschrieben werden können.

Es ist noch ein weiter Weg, bis Shuttle-Dienste zu einem gut integrierten Teil des ländlichen Verkehrs werden. Aber neue, wegweisende Projekte zeigen, wie die digitale Vernetzung zur lokalen Verbesserung einer globalen Nachhaltigkeitsherausforderung werden kann. Werden On-Demand-Shuttle und Ridepooling-Services gut ausgeführt, können sie durchaus eine sehr effektive Lösung sein – und idealerweise zu einem Katalysator werden, dass mehr Menschen ihre Autoabhängigkeit überdenken.

Dieser Artikel gehört zum Dossier „Mobilitätswende – Smart in Richtung Klimaneutralität“. Das Dossier ist Teil der Projekt-Förderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU), in deren Rahmen wir vier Dossiers zum Thema „Mission Klimaneutralität – Mit digitalen Lösungen die Transformation vorantreiben“ erstellen.

Mehr Informationen hier.

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Für viele Familien, die an oder nahe der Armutsgrenze leben, ist der Zugang zu Bankgeschäften und Krediten oft schwierig. Um dem entgegenzuwirken, haben einige Finanzinstitute Mikrofinanz- oder Mikrokreditprogramme aufgelegt – Kleinkredite, die unterversorgten Gesellschaftsschichten Wege aus der Armut ermöglichen sollen.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Spenden, die meistens zur sofortigen Linderung dringender Bedürfnisse gedacht sind, sollen Mikrokredite langfristige die Lebensqualität und Gesundheit verbessern und Bildungschancen erhöhen – durch zusätzliche Finanzmittel, über deren Verwendung die Familien selbst verfügen können. Viele Familien auf der ganzen Welt leben entweder in Armut oder am Rande des Existenzminimums, so dass kaum zusätzliches Einkommen für neue Anschaffungen oder einen zuverlässigen Zugang zu grundlegenden Dienstleistungen zur Verfügung steht. Die Idee der Mikrofinanzierung ist, diese Kluft zu überbrücken, ohne die Empfangenden übermäßig mit Schulden zu belasten, indem kleine Kredite an Menschen vergeben werden, die sonst von Banken abgelehnt werden würden.

Die Wirkung von Mikrokrediten zu messen ist jedoch schwierig. Auch wenn viele Finanzinstitutionen Mikrokredite anbieten, verfolgen die wenigsten von ihnen, in wieweit sich der Wohlstand oder Lebensstandard der Empfänger*innen tatsächlich verbessert hat. Hier kommt Hedera Sustainable Solutions, ein in Berlin ansässiges Unternehmen, ins Spiel. Das Startup entwickelt digitale Produkte, mit denen Mikrofinanzinstitute besser abschätzen können sollen, ob ihre Investitionen die gewünschte nachhaltige Wirkung entfalten. Außerdem sollen mit den neu gewonnen Informationen Dienstleistungen für die Kund*innen verbessert und der Beitrag zu den Zielen für nachhaltige Entwicklung der UN leichter bewertet werden können.

Zu diesem Zweck hat Hedera eine Reihe digitaler Tools entwickelt, die Mikrofinanzinstitute und Nichtregierungsorganisationen vor Ort unterstützen können. Mit dem Hedera Impact Toolkit können zum Beispiel einfache Umfragen durchgeführt werden, mit denen sich Finanzinstitute ein detailliertes Bild über die Wirkungen auf Ebene einzelner Haushalte verschaffen können. Über die Plattform Hedera connect können die Ergebnisse solcher Erhebungen für Interessierte zugänglich gemacht werden und u.a für Investor*innen geworben werden. Der große Vorteil der Software: Die Kosten für Datenerhebung, -analyse und Berichterstellung sollen um bis zu 90 Prozent reduziert werden können.

Die Hedera-Umfrage zum Energiezugang untersucht beispielsweise, wie Familien Strom erzeugen, wofür dieser Strom verwendet wird und die Häufigkeit von Unfällen oder Gesundheitsproblemen, die auf einen schlechten Zugang zu Strom zurückzuführen sind. Die Ergebnisse dieser Erhebungen können dann in digitalen Berichten zusammengefasst werden, um präzisere und wirkungsvollere Mikrofinanzzahlungen zu ermöglichen, den Weg der Zahlungsempfänger*innen aus der Armut zu beobachten und die SDGs zu unterstützen.

Hedera arbeitet auch mit lokalen Institutionen, Unternehmen und NGOs vor Ort zusammen, um Forschungsunterstützung, Schulungen und die für eine effiziente Datenanalyse erforderlichen digitalen Tools bereitzustellen. In der Demokratischen Republik Kongo hat Hedera beispielsweise mit der Organisation Appui-conseils aux Projets et Initiatives du Développement Endogène (APIDE) zusammengearbeitet, um haushaltsbezogene Daten zu visualisieren und damit transparenter und effektiver vor Ort nutzbar zu machen. In Kolumbien hat Hedera mit der Initiative Rejuvenating Pueblo Viejo zusammengearbeitet, deren Ziel es ist, Kinder und Jugendliche für Nachhaltigkeit zu sensibilisieren und ihnen eine Stimme in der lokalen Zivilgesellschaft zu geben. Das Hedera-Toolkit wurde eingesetzt, um den lokalen Bedarf zu ermitteln und die Fortschritte im Laufe der Zeit zu analysieren.

Die Debatte um Mikrokredite

Die Vergabe von Mikrokrediten ist nicht ganz unumstritten. Schon seit vielen Jahren gibt eine ausführliche Debatte über die Wirksamkeit von Mikrokrediten bei der Armutsbekämpfung und sogar über die ethischen Implikationen des Anbietens jeglicher Art von Krediten an arme Haushalte.

Einerseits können Mikrokredite Haushalten, die an der Grenze zwischen Armut und Selbstversorgung leben, einen Schub geben. Haushalte, die für eine Mikrofinanzierung in Frage kommen, leben möglicherweise mit nur 1,25 USD pro Tag. Damit lassen sich zwar die Grundnahrungsmittel abdecken, aber für alles andere reicht das Einkommen kaum aus. Ein medizinischer Notfall oder eine andere unvorhersehbare Krise kann unter diesen Voraussetzungen dazu führen, dass ein Haushalt noch tiefer in die Armut abrutscht.

Ein einfaches Darlehen von etwa 100 USD kann jedoch ausreichen, um diesen Haushalt in eine höhere sozioökonomische Schicht zu bringen, Sicherheit zu bieten und lokales Unternehmertum zu ermöglichen. Sobald die Grundbedürfnisse stabilisiert sind, können die Empfänger*innen von Mikrokrediten ihre Zeit und Energie anderen Unternehmungen widmen, was theoretisch zu mehr Produktivität führt und die lokale Wirtschaft ankurbelt. Dabei hat sich gezeigt, dass Kleinkredite oft besonders Frauen zugute kommen, da sie ihnen Zugang zu Bildung, finanzieller Unabhängigkeit und zusätzlichen Möglichkeiten verschaffen.

lecercle/Sari Microfinance/Oxfam Australia

Zum Problem kann allerdings werden, dass Finanzanbietende oft eine große Anzahl von Krediten mit geringem Wert und hohem Risiko vergeben. Da es keine Rückzahlungsgarantie gibt, werden hohe Zinssätze – manchmal bis zu 30 Prozent – verlangt. Dies wiederum kann die finanziellen Probleme der Empfänger unter Umständen noch vergrößern. Es ist nicht ungewöhnlich, dass die Empfänger*innen von Mikrokrediten weitere Kredite aufnehmen, um die Rückzahlung früherer Darlehen zu leisten. Dazu kommt: Insbesondere in den 1990er Jahren sind Mikrofinanzinstitute wie Pilze aus dem Boden geschossen – und nicht alle agieren professionell und transparent. Nicht verwunderlich also, dass die Verschuldung durch Mikrokredite bereits zu Tragödien geführt hat. BBC berichtete über eine Welle von Selbstmorden in Indien, die mit Mikrofinanzkrediten in Verbindung gebracht wurden.

Andere weisen darauf hin, dass die Förderung des Unternehmertums in kleinen Gemeinschaften ohne die notwendige kommerzielle Basis nur von begrenztem Wert ist und zu einer Übersättigung bestimmter Produkte und einem Verdrängungswettbewerb führt.

„Wie können wir Geschäftsmodelle schaffen, die nicht auf Gier basieren?“ – Interview mit Friedensnobelpreisträger Yunus

Der Vater der Mikrofinanzierung, Muhammad Yunus, sprach mit RESET über Social Business, radikalen Systemwandel und wie Entrepreneurship genutzt werden sollte, um die dringendsten Herausforderungen des Planeten zu bewältigen. Jetzt Interview lesen!

Viele dieser Probleme haben ihren Ursprung in der mangelnden Transparenz des Mikrofinanzsektors sowie in einem Mangel an Informationen über die unmittelbaren Bedürfnisse der Gemeinschaften und Haushalte. Projekte wie Hedera können daher wichtige Einblicke in den Sektor bieten und einige der potenziellen Nachteile von Mikrofinanzkrediten abmildern.

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In den letzten Monaten hat die Fusionsenergie mit einer Reihe von als bedeutende Durchbrüche gefeierten Entwicklungen für Schlagzeilen gesorgt. Im September letzten Jahres hielt ein südkoreanischer Fusionsreaktor 20 Sekunden lang Temperaturen von 100 Millionen Grad Celsius aufrecht und im Dezember produzierte ein US-amerikanischer Fusionsreaktor zum ersten Mal mehr Energie, als in die Maschine eingespeist wurde – ein nicht unbedeutender Schritt. In der Realität mag die praktische Fusionsenergie noch in weiter Ferne liegen, doch Entwicklungen wie diese tragen dazu bei, die wissenschaftliche Gemeinschaft in ihrem Streben nach Fusionsenergie zu motivieren.

Bislang haben Nationalstaaten, Universitäten und große Forschungseinrichtungen die Fusionsenergie vorangetrieben, aber auch kleine Startups bringen vermehrt ihr Knowhow ein.

Ein solches Unternehmen ist das schwedische Unternehmen Novatron Fusion. Nach eigenen Angaben hat Novatron einen neuen Reaktor entwickelt, der eines der ständigen Probleme der Fusionsenergie in ihrer heutigen Form gelöst haben soll.

Fusionsenergie entsteht durch die Verschmelzung leichterer Wasserstoffatome zu schwereren Atomen wie Helium. Um die natürliche elektrostatische Abstoßung der Atome zu überwinden, sind unglaublich hohe Temperaturen erforderlich, was zu einer Art „Wasserstoffplasmasuppe“ führt. Dieses Plasma lässt sich jedoch nur schwer eindämmen und so genannte „Schurkenwellen“ können dazu führen, dass das Plasma aus der Eindämmung ausbricht, was die Effizienz der Reaktion verringert und sie sogar ganz zum Erliegen bringen kann. Außerdem besteht auch die Sorge, dass das austretende Plasma teure Geräte beschädigt. Das aber ein „nuklearer“ Unfall stattfindet ist sehr unwahrscheinlich.

Um das Plasma einzudämmen wurden verschiedene Methoden entwickelt, wobei Magnetfelder oft die bevorzugte Methode sind. Magnete sollen dabei das Plasma zurückzudrängen und es in der Mitte des Reaktors formen – aber völlig effektiv ist diese Methode bisher nicht. Gegenwärtig sind zwei Hauptkonstruktionen entwickelt worden: Tokamaks mit geschlossenem Magnetfeld in Donut-Form und Magnetliniensysteme mit offenem Feld, so genannte Spiegelmaschinen. Tokamaks sind derzeit weitaus verbreiteter.

Oak Ridge National Laboratory Der ITER-Reaktor ist der größte Tokomak-Fusionsreaktor der Welt. Seine Konstruktion, die hier im Jahr 2018 gezeigt wird, zeigt die Größe und die potenziellen Kosten.

Novatron hat jedoch eine neue Art des Leitungseinschlusses mit offenem Feld entwickelt, die nach eigenen Angaben einige der grundlegenden Probleme des Plasmaeinschlusses löst. Im Gegensatz zu anderen Methoden, die das Plasma in eine bestimmte Richtung drücken und ständig nachjustiert werden müssen, hat Novatron ein konkaves Magnetfeld entwickelt, das das Plasma an seinem Platz hält. Novatron erklärt dies folgendermaßen: Stell dir einen Ball vor, der auf den Boden einer Schüssel gedrückt wird. Wenn der Ball versucht, aus der Schüssel zu entkommen, gerät er nur noch mehr unter Druck, wodurch er erneut in den Boden gedrückt wird.

Novatron behauptet, dass ihr Ansatz nicht nur die Reaktion aufrechterhält, sondern auch günstiger, einfacher und effizienter ist. Vor allem verwendet das Unternehmen herkömmliche Kupferelektromagnete anstelle von kryogenisch gekühlten supraleitenden Magneten.

Derzeit befindet sich Novatron noch in der Anfangsphase. Das Unternehmen entwickelt derzeit den ersten Versuchsreaktor; um die um Wirksamkeit des Ansatzes zu bestätigen werden noch weitere Computerüberprüfungen und Belastungstestsimulationen durchgeführt. Innerhalb des nächsten Jahrzehnts soll damit dann kommerzielle Fusionsenergie erzeugt werden, so das ultimative Ziel.

Dass Novatron dieses Ziel erreicht ist nach dem aktuellen Stand der Kernfusion eher unwahrscheinlich, aber der Einstieg von Startups in diesen Bereich könnte sich als wichtig erweisen. Bisher war die Forschung der Fusionsenergie auf große Organisationen mit umfangreichen Ressourcen beschränkt. Aber unter anderem die Möglichkeiten, die Technologien wie beispielsweise digitale Zwillinge und Computersimulationen mit sich bringen, führen dazu, dass sich nun auch kleinere Institute und Unternehmen – einschließlich Startups – an der Diskussion beteiligen können. Und die Beteiligung einer größeren Anzahl an Akteuren macht ermöglicht unter Umständen mehr Durchbrüche in kürzerer Zeit.

Eine Zukunft der Fusion?

Immer wieder wird die Fusionsenergie als heiliger Gral für die Lösung unserer Energiekrise und zur Reduktion der CO2-Emission gepriesen, denn sie erzeugt bei der Energiegewinnung (theoretisch) keinen Kohlenstoff und keinen lang anhaltenden radioaktiven Abfall.

Insbesondere in einigen ökonomisch prosperierenden Ländern des globalen Südens wird befürchtet, dass die traditionellen Technologien für erneuerbare Energien den wachsenden Bevölkerungs- und Energiebedarf nicht decken können. Länder wie Ägypten, Bangladesch, Tunesien, Kambodscha und Uganda wenden sich daher der traditionellen Kernspaltung als potenzieller Lösung zu – die allerdings mit erheblichen Umweltproblemen verbunden ist. Eine große Sorge dabei ist, dass mit der zunehmenden Verbreitung der Kernspaltungsenergie die Wahrscheinlichkeit von Atomunfällen wie in Three Mile Island, Tschernobyl oder Fukushima steigen könnte.

Forschende kündigen Durchbrüche in der Kernfusion an – aber wie grün ist die Energie?

Die Energiegewinnung aus Kernfusion ist noch einige Jahrzehnte entfernt, obwohl jedes Jahr neue Fortschritte gemacht werden. Aber wie schneidet die Fusionsenergie im Vergleich zur Kernspaltungsenergie ab? Mehr erfahren.

Befürworter*innen der neuartigen Kernfusion behaupten, dass es dabei keine Kernschmelze geben kann – die Herausforderung hierbei besteht vielmehr darin, die Reaktion aufrechtzuerhalten und nicht zu verhindern, dass sie abläuft. Wenn sie vollständig verwirklicht wird, hat sie außerdem das Potenzial, riesige Mengen an Energie zu erzeugen, was wohl das Ende der fossilen Brennstoffe, wie wir sie kennen, bedeuten und einen großen Beitrag zu einer nachhaltigeren Energiezukunft leisten würde.

Kritiker*innen weisen dagegen darauf hin, dass bei der Fusionsenergie immer noch gefährliche Neutronen erzeugt werden, die für die Herstellung von Kernwaffen verwendet werden könnten. Außerdem müssten die derzeitigen Durchbrüche – auch wenn sie bedeutsam sind – nicht auf eine unmittelbar bevorstehende Fusionsrevolution hindeuten. Die Verwirklichung der Fusionsenergie könnte noch viele Jahrzehnte entfernt sein, während die Klimakatastrophe direkt vor unserer Haustür steht – und die Gewinnung erneuerbarer Enegie aus Sonne, Wind und Wasser schon sehr gut funktioniert.

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Wer sich mit dem Thema Nachhaltigkeit beschäftigt, wird schnell feststellen, dass neue Technologien und Konzepte schnell zu großen Hoffnungsträgern werden. Doch ob Blockchain, künstliche Intelligenz oder Kohlenstoffsequestrierung – oft zeigt sich erst im Lauf der Zeit, wie revolutionär diese neuen Technologien tatsächlich sind. Werden sie einen großen Einfluss haben oder in der relativen Bedeutungslosigkeit versinken?

Eine der derzeit in Wissenschafts-, Wirtschafts- und Umweltkreisen viel diskutierten Technologien ist Wasserstoff als ein potenzieller Kraftstoff für die Zukunft. Wasserstoff wurde als neue Methode zur Speicherung erneuerbarer Energien, als eigenständige Energiequelle – und jetzt werden neue Hoffnungen in Wasserstoff als klimaneutraler Treibstoff für Flugzeuge gesetzt: Britische Ingenieur*innen haben ein angeblich funktionsfähiges, grünes Wasserstofftriebwerk entwickelt.

Das Team, eine Zusammenarbeit zwischen Rolls Royce und EasyJet, hat kürzlich einen Prototyp auf dem Testgelände des britischen Verteidigungsministeriums in Boscombe Down getestet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Düsentriebwerken, die häufig Kerosin und speziell entwickelte Kohlenwasserstofftreibstoffe verwenden, nutzt das neue Triebwerk Wasserstoff. Als einziges Nebenprodukt fällt dabei Wasser an. Darüber hinaus gibt das Team an, dass der Kraftstoff ausschließlich aus erneuerbaren Energien synthetisiert wurde, was ihn zum so genannten grünen Wasserstoff macht.

Ein tatsächlich neuer Kraftstoff ist Wasserstoff allerdings nicht. Die NASA setzt bereits seit den 1950er Jahren flüssigen Wasserstoff als Hauptbrennstoff für ihre Raketen ein. Wasserstoff hat das geringste Molekulargewicht aller Elemente und verbrennt bei etwa 3.000 Grad Celsius, was ihn ideal für die Luftfahrt macht, wo Gewicht und Leistung von zentraler Bedeutung sind.

Die „Zähmung“ dieser Technologie für die terrestrische Nutzung ist jedoch mit Problemen verbunden. Das Hauptproblem ist die schwierige und gefährliche Lagerung von Wasserstoff. Er muss in Druckbehältern aufbewahrt werden, die bei einem Bruch explodieren könnten. Für den Straßenverkehr, wo Zusammenstöße und Kollisionen an der Tagesordnung sind, oder für die Luftfahrt, wo harte Landungen erforderlich sein können, sind das keine guten Voraussetzungen. Entgegen den Darstellungen in vielen Filmen ist Erdöl in dieser Hinsicht relativ „sicher“.

Rolls Royce/EasyJet

Außerdem sind riesige Mengen an Wasserstoff und die entsprechenden Speichermöglichkeiten gefragt, um denTreibstoff sinnvoll einsetzen zu können. Deshalb ist er vielleicht am besten für den Schwerlastverkehr, für Schiffe, Züge und ja, auch Flugzeuge geeignet.

Ist also das neu entwickelte Triebwerk ein Durchbruch für die Dekarbonisierung des Luftfahrtsektors? Das Team von Rolls Royce und EasyJet gibt auf jeden Fall an, dass das Triebwerk vor allem aufgrund der Art und Weise, wie der Wasserstoff synthetisiert wird, sauber ist. Verwendet wurde eine gängige Methode, die als Dampf-Methan-Reformierung bekannt ist. Dabei wird der heiße Dampf verwendet, um die Moleküle des Erdgases in Kohlenmonoxid und Wasserstoff aufzuspalten. Für ihren Motor nutzten sie Wind- und Gezeitenquellen für die Anfangsenergie, die für den Dampf-Methan-Reformierungsprozess benötigt wird; daher auch ihr Anspruch auf „grünen Wasserstoff“.

Wasserstoff in der Luftfahrt

Wasserstoff und Luftfahrt ist kein ganz neues Team. Schon bei den ersten großen Vorstößen in die Luftfahrt spielte Wasserstoff eine große Rolle, denn er lieferte das Treibgas für Luftschiffe wie die berühmten Zeppeline. Die Hindenburg-Katastrophe von 1937 setzte dem jedoch bald ein Ende.

Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde mit weiteren Experimenten zur Verwendung von Wasserstoff als Kraftstoff begonnen. Im Jahr 1957 flog ein US-amerikanischer Düsenbomber vom Typ B-57B mit Wasserstoff als Treibstoff – wenn auch nur 20 Minuten lang. Im Jahr 1988 baute die Sowjetunion das erste experimentelle Wasserstoffflugzeug, die Tu-155. Es absolvierte rund 100 Flüge, bevor das Projekt aufgrund des Zusammenbruchs der Sowjetunion eingestellt wurde. In jüngerer Zeit betrafen die meisten Wasserstoff-Luftfahrtprojekte kleinere Flugzeuge mit einem Propeller und Drohnen. Anstatt Wasserstoff als Treibstoff zu verwenden, werden hier meist Wasserstoff-Brennstoffzellen zum Antrieb des Motors eingesetzt.

Wie grün ist grüner Wasserstoff?

Obwohl Wasserstoff an seinem Verwendungsort letztlich kohlenstofffrei ist, ist seine Erzeugung vielleicht nicht immer so „grün“, wie es scheint. Tatsächlich handelt es sich bei etwa 96 Prozent des derzeit synthetisierten Wasserstoffs um so genannten „grauen Wasserstoff“, bei dem normale Netzenergie für den Betrieb des Dampf-Methan-Prozesses verwendet wird. Wenn Wasserstoff auf diese Weise hergestellt wird ist es jedoch keine grüne Alternative. Für jedes Kilo Wasserstoff, das produziert wird, entstehen bis zu zehn Kilo Kohlendioxid. Diese Art der Herstellung ist jedoch wesentlich kostengünstiger als die Herstellung von „grünem Wasserstoff“ in kleineren Mengen.

Eine Lösung für dieses Problem ist die Umwandlung in „blauen Wasserstoff“. Bei diesem Verfahren soll der entstehende Kohlenstoff abgeschieden und unterirdisch gespeichert werden. Dies ist jedoch noch nicht in großem Maßstab demonstriert worden und es ist fraglich, wie kosteneffizient und nachhaltig das jemals sein kann. Sowohl grauer als auch blauer Wasserstoff werden daher oft auch als fossiler Wasserstoff bezeichnet.

Auch die Dampf-Methan-Reformierung ist nicht wirklich emissionsärmer. Das dabei entstehende Kohlenmonoxid ist zwar weniger schädlich als Kohlendioxid, trägt aber dennoch zur globalen Erwärmung bei. Und wenn Erdgas weiter raffiniert wird, wird auch Kohlendioxid freigesetzt. Auch wenn es sich dabei um relativ geringe Mengen handelt, sind diese nach Ansicht vieler Umweltforschenden immer noch inakzeptabel hoch.

Der herkömmliche „grüne Wasserstoff“ nutzt das Verfahren der Elektrolyse. Anstatt Erdgas zu verwenden, wird Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten. Bei diesem Verfahren wird kein Kohlendioxid freigesetzt, aber auch relativ viel Energie benötigt. Wenn dieser Strom aus erneuerbaren Quellen stammt, kann der gesamte Prozess CO2-neutral sein, aber das ist nicht immer der Fall. Grüner Wasserstoff ist im Moment leider auch am teuersten und damit am wenigsten skalierbar.

Trotz dieser Probleme setzen sich einige Länder und Branchen für grünen Wasserstoff ein. Das deutsche Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung beispielsweise hält grünen Wasserstoff für absolut unverzichtbar für eine erfolgreiche Energiewende und das Erreichen der Klimaziele. Er kann nicht nur zur Herstellung klimaneutraler Kraftstoffe, sondern auch zur Energieversorgung der Industrie eingesetzt werden. Allerdings räumt das Ministerium auch ein, dass Deutschland nicht über die nötigen Kapazitäten an erneuerbaren Energien verfügt, um die benötigte Menge an Wasserstoff zu erzeugen.

Wie immer scheint eine Lösung darin zu bestehen, auf bereits etablierte, erschwingliche und skalierbare erneuerbare Energietechnologien zu setzen. Sobald diese gesichert sind, könnte eine grüne Wasserstoffzukunft aber dann in erreichbare Nähe rücken.

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Ob mit dem Pkw, der Bahn, dem Schiff oder Flugzeug – sobald Menschen unterwegs sind oder Dinge transportieren, verursacht das fast immer Emissionen. Der Verkehrssektor, aktuell hauptsächlich von fossilen Energieträgern angetrieben, ist der drittgrößte Verursacher von Treibhausgasemissionen in Deutschland und trägt zu rund 20 Prozent der Treibhausgasemissionen bei. Alleine im Jahr 2019 war der Verkehrssektor für rund 164 Millionen Tonnen Treibhausgase verantwortlich – und ist damit der einzige Sektor, der in den vergangenen Jahrzehnten seine Treibhausgasemissionen nicht mindern konnte.

Der Straßenverkehr macht dabei 95 Prozent der Verkehrsemissionen in Deutschland aus, der Autoverkehr wiederum hat daran einen Anteil von rund 60 Prozent. Die hohen CO2-Emissionen befeuern nicht nur massiv die Klimakatastrophe, sondern die nicht enden wollende Lawine aus Autos überflutet Straßen und öffentliche Räume, macht Menschen durch Lärm und Luftverschmutzung krank, zerstört Ökosysteme und verbraucht Unmengen an energieintensiven Ressourcen wie Aluminium, Stahl und Kunststoff.

Die Klimauhr tickt

Nach dem Klimaschutzgesetz müssen die Treibhausgasemissionen des Verkehrs in Deutschland bis zum Jahr 2030 auf 85 Millionen CO2 sinken – das bedeutet fast eine Halbierung der Emissionen in den nächsten sieben Jahren. Das Europäische Parlament fordert dagegen eine Senkung der Treibhausgase um 60 Prozent bis 2030 und das Umweltbundesamt empfiehlt, die Treibhausgasemissionen in Deutschland bis 2030 um mindestens 70 Prozent zu mindern. Und von hier darf die Talfahrt der Emissionen nicht abgebremst werden: Die Emissionen müssen bis zum Jahr 2045 auf Null sinken, damit Deutschland – wie im Klimaschutzgesetz festgeschrieben – treibhausgasneutral wird.

Trotzdem ist der Verkehr weiterhin das Schlusslicht beim ohnehin nicht sehr enthusiastischen Klimaschutz der Bundesregierung. Industrie und Politik ignorieren die Notwendigkeit einer fundamentalen Mobilitätswende und fördern weiterhin die Strukturen, die für den größten Teil der Verkehrsemissionen verantwortlich sind.

In der Wissenschaft herrscht weitgehender Konsens, dass die CO2-Emissionen im Verkehr nur durch eine radikale Verkehrsverlagerung gesenkt werden können – und zwar weg vom motorisierten Individualverkehr hin zum Umweltverbund aus öffentlichem Personennahverkehr (ÖPNV), Rad- und Fußverkehr.

Gent, Brüssel, Oslo – diese Städte gehen voraus

Die Innenstadt von Gent ist komplett autofrei. Möglich macht das ein Mix aus weitreichenden Maßnahmen: Der motorisierte Verkehr läuft über Schleifen um die Innenstadt herum, am Innenstadtrand darf für maximal 30 Minuten geparkt werden, die Parkhäuser nahe der Innenstadt kosten für 24 Stunden 30 Euro, Carsharing-Autos zahlen dagegen nichts. Kinder bis 15 haben freie Fahrt im ÖPNV, neue breite Radwege und die Fußgängerzone wurden ausgebaut. Transporte innerhalb der Stadt werden per Lastenrad erledigt. Auch wenn nicht alle von Anfang an begeistert waren, ist die Resonanz positiv: Während der Autoanteil von 55 auf 39 Prozent zurückgegangen ist, hat sich der Radverkehr fast verdoppelt. In der Genter Innenstadt kommt es zu deutlich weniger Unfällen und Staus und Vögel sind wieder zu hören.

© Febiyan Dort, wo Autos weichen, entsteht Platz für Fahrräder und Fußgänger*innen, wie hier in Kopenhagen.

Auch andere Städte sind aktiv geworden: In Kopenhagen werden zwei Drittel aller Wege mit dem Fahrrad zurückgelegt und Wien verfügt nicht nur über ein gut ausgebautes Netz an Radwegen, sondern auch über einen guten Nahverkehr. Die Bewohner*innen der österreichischen Stadt sind mit dem 365-Euro-Ticket das ganze Jahr mobil, und seit Oktober 2021 landesweit mit der 1.095-Euro-Flatrate. In Tallinn und sogar in ganz Luxemburg sind öffentliche Verkehrsmittel kostenlos. Und nachdem Brüssel, Paris, Helsinki und Oslo vorangeprescht sind, haben sich nun auch deutsche Städte wie Köln und Halle aufgemacht, ihre Innenstädte weitgehend von Autos zu befreien. In all diesen Städten sind Emissionen und Lärmbelastung massiv gesunken und die Stadtbewohner*innen entdecken Straßen und Plätze als öffentliche Räume zum Verweilen und Spielen neu.

Rahmenbedingungen und Hebel für klimaneutrale Mobilität

Bisher sind Beispiele wie diese einzelne Lichtblicke, die auf die Initiative sehr ambitionierter Entscheidungsträger*innen und Initiativen zurück gehen. Eine echte, flächendeckende Mobilitätswende hingegen kann nur gelingen, wenn die aktuellen Rahmenbedingungen geändert werden. Insbesondere braucht es eine Reform des Verkehrsrechts und eine integrierte Verkehrsplanung in Deutschland und Europa.

Eine neue Verkehrsplanung

Im Wesentlichen sichert das aktuelle Straßenverkehrsrecht, dass der motorisierte Individualverkehr sicher und leicht fließt. Der ⁠Klimaschutz⁠ wird dabei nicht berücksichtigt. Damit die verkehrsbedingten CO2-Emissionen runtergehen muss jedoch der Klimaschutz fest verankert und Kommunen mehr Entscheidungsraum gegeben werden, wie sie eine Verkehrswende vor Ort umsetzen. Vor allem darf dem Autoverkehr künftig kein höherer Stellenwert mehr zukommen als der Sicherheit von Rad- und Fußverkehr. Gleichzeitig bedarf es auf Bundesebene einer integrierten Planung der Verkehrsinfrastruktur, die vor allem Infrastrukturen für mehr Klimaschutz berücksichtigt. Dazu gehört auch, die Finanzierungsbedingungen für Straßen, Schienen und Wasserstraßen neu auszurichten und externen ⁠Klima⁠- und Umweltkosten den Infrastrukturnutzenden verursachergerecht anzulasten.

Für einen ambitionierten Klimaschutz im Verkehr sind daneben – wie am Beispiel der Stadt Gent gesehen- eine Mischung aus den fossilen Verkehr einschränkenden und alternative Fortbewegungsarten begünstigende Maßnahmen – sogenannte Push-und-Pull-Maßnahmen – gefragt. Dazu gehört die Elektrifizierung des Verkehrs, der Abbau klimaschädlicher Subventionen – indem zum Beispiel das Dienstwagenprivileg und die Steuervorteile des Luftverkehrs aufgehoben werden-, eine verursachergerechte CO2-Bepreisung, Geschwindigkeitsbegrenzungen, der Ausbau des Personen- und Güterverkehrs auf der Schiene, ein attraktiver ÖPNV insbesondere auch auf dem Land, komfortable und flächendeckende Radwege und die Weiterentwicklung postfossiler Kraftstoffe (vgl. Umweltbundesamt). Wichtig dabei ist, dass dort, wo der Pkw-Verkehr eingeschränkt wird, ein zuverlässiger und umweltfreundlicher Ersatz zur Verfügung steht, um Mobilitätschancen gerecht zu verteilen – und das kann nur mit einer aktiven, zukunftsgewandten Politik gelingen.

Bei der Umsetzung vieler dieser Maßnahmen könnte zudem eine der größten Transformationen unserer Zeit großen Einfluss nehmen: die digitale Transformation.

Digitalisierung kann klimaneutrale Mobilität beschleunigen © Marcus Spiske

Schon heute hat die flächendeckende Verbreitung von Smartphones und mobilem Internet die Grundlage für eine Vielzahl neuer Verkehrsarten und Geschäftsmodelle im Mobilitätsbereich gelegt. Car- und Bikesharing, E-Scooter und -Roller, Taxiplattformen, Mitfahr- und Ridepoolingplattformen weiten das Mobilitätsangebot insbesondere in den Städten extrem aus. Und damit sich Verkehrsteilnehmer*innen auf dem zunehmend komplexer werdenden Mobilitätsmarkt zurecht finden, haben sich in den letzten Jahren parallel dazu neue Mobilitätsplattformen entwickelt. Mit der Idee von «Mobility-as-a-Service» (MaaS) bündeln Unternehmen wie Google Maps, Moovit oder Free Now Sharing-Angebote, Fahrdienste und den ÖPNV, indem die Nutzer*innen über Apps verschiedene Fortbewegungsoptionen angezeigt bekommen und anfallende Kosten direkt begleichen können. Auch viele kommunale Verkehrsunternehmen haben den Bedarf erkannt und bieten mit eigenen Plattformen wie Jelbi in Berlin, Mobil in Dresden oder Switchh in Hamburg MaaS-Plattformen in öffentlicher Trägerschaft an.

Big Data Analytics, prädiktive Algorithmen und Künstliche Intelligenz könnten es zudem in Zukunft erleichtern, mit der Verknüpfung von verschiedensten Daten – Geodaten, Verkehrsdaten, Wetterdaten – den ÖPNV oder Fuß- und Radwege besser an der tatsächlichen Nutzung auszurichten, Verkehrsflüsse zu steuern und flexibel auf Probleme zu reagieren. Doch nicht nur im Personennahverkehr bieten digitale Technologien neue Lösungen; auch die gesamte Logistik kann in Zukunft effizienter – und im besten Fall ressourcenärmer – gestaltet werden, zum Beispiel, indem Kapazitäten durch eine intelligente Planung und Vernetzung ausgeschöpft und Routen optimiert werden.

In einer intelligenten Verkehrsplanung und Vernetzung steckt die Chance, das Auto durch eine komfortable, multimodale Fortbewegung abzulösen. Damit könnte auch aus ökologischer Perspektive die Verknüpfung von Verkehr und Kommunikation immer wichtiger werden. Gleichzeitig bringen neue Lösungen auch neue Herausforderungen mit sich: E-Scooter verwandeln so manchen Gehweg in ein Hindernisparkour, Mobilitätsplattformen in privater Hand schaffen als „Amazon der Mobilität“ weitere Monopole und die Elektromobilität hat mit ihren tonnenschweren Batterien ein Umweltproblem.

In den nächsten Wochen wollen wir mit dem RESET Greenbook „Mobilitätswende – Mit digitalen Lösungen eine klimafreundliche Mobilität gestalten“ einerseits nachhaltig-digitale Lösungen vorstellen, die das Potenzial haben, Fortbewegung und Logistik klimaneutral zu gestalten. Gleichzeitig beleuchten wir neue Herausforderungen einer Mobilität, die sich auf die Digitalisierung stützt und fragen danach, wie die Bereitschaft erhöht werden kann, neue Mobilitätslösungen anzunehmen.

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Ende letzten Jahres fand die zweite Bits-und-Bäume-Konferenz in Berlin vom 30. September bis 2. Oktober statt. Nach einer sehr erfolgreichen ersten Konferenz 2018 drehte sich auch dieses Mal wieder alles um die Frage, wie eine gerechte und nachhaltige Gestaltung der digitalen Welt aussieht. Ausgerichtet wurde die Konferenz von einem breiten Bündnis aus zivilgesellschaftlichen Organisationen und wissenschaftlichen Institutionen.

Friederike Rohde ist für das IÖW Teil des Trägerkreises und hat mit ihrem Kollegen Frieder Schmelzle u.a. das Programm begleitet und die politischen Forderungen, die im Rahmen der Konferenz veröffentlicht wurden, mitentwickelt. Wir haben uns mit ihr auf ein Interview getroffen und uns über die Erfolge der Konferenz und darüber, wie die Zusammenarbeit des daraus entstandenen Netzwerks aufrecht erhalten und mehr Einfluss auf die Politik genommen werden kann, unterhalten.

Friederike Rohde ist wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW). Sie promoviert zu den Zukunftsvorstellungen der Digitalisierung im Energiesystem und welche Rolle Nachhaltigkeit dabei spielt und beschäftigt sich u.a. mit dem Themenfeld Künstliche Intelligenz und Nachhaltigkeit.

RESET: Die erste Konferenz fand ja 2018 statt, also vor vier Jahren. Was sagst du: Wie hat sich das Thema Nachhaltigkeit und Digitalisierung in den letzten vier Jahren weiterentwickelt?

Friederike: Bei der ersten Konferenz war es im Prinzip eher eine Art Problemanalyse. Also die Frage, was eigentlich die Problematik hinter der Schnittstelle Digitalisierung und Nachhaltigkeit ist. Denn wir haben ja einerseits einen gesellschaftlichen Prozess der Digitalisierung, der sich durch alle Bereiche zieht. Und wir haben das Ziel, dass unsere Gesellschaft nachhaltiger gestaltet sein soll. Und wie kriegt man diese beiden Dinge in irgendeiner Form in Einklang?

Bei der zweiten Konferenz hat sich gezeigt, dass es mittlerweile viel mehr Erkenntnisse und Aktivitäten zu dem Thema gibt: Wo liegen strukturelle Probleme? Was sind eigentlich die positiven Wirkungen? Was sind die Aspekte, die eher mit Risiko behaftet sind und wo gibt es Überschneidungen zwischen sozialen und ökologischen Aspekten? Das Thema Cookies und Tracking ist ein gutes Beispiel dafür; das erzeugt eben nicht nur Daten und Ressourcenströme, die unnötig sind, sondern ist auch für den Datenschutz problematisch.

Da hat sich wahnsinnig viel weiterentwickelt, zum Beispiel auch, dass man nicht mehr gefragt wird, was Digitalisierung und Nachhaltigkeit miteinander zu tun haben, sondern es ist völlig klar, dass sie verknüpft sind. Mittlerweile wird mehr darüber diskutiert, wie man das eigentlich so gestalten kann, dass es tatsächlich in die richtige Richtung geht.

Wie ist dein Fazit der diesjährigen Konferenz? Würdest du sie als einen Erfolg bezeichnen?

Ich würde die Konferenz auf jeden Fall als einen Erfolg bewerten, und zwar vor allem im Hinblick darauf, dass wir verstärkt politische Wirkungen erzielt haben. Ich denke vor allem dadurch, dass wir im Vorfeld im Trägerkreis sehr viel an den politischen Forderungen gearbeitet und diese veröffentlicht haben. Auf der Konferenz haben Akteure aus Zivilgesellschaft, Wissenschaft und Politik dann über diese gemeinsamen Forderungen diskutiert. Das hat die Relevanz des Themas Digitalisierung und Nachhaltigkeit bei politischen Entscheidungsträgerinnen und Entscheidungsträgern noch mal verstärkt.

Aber natürlich hat sich das Thema auch weiterentwickelt und es hat sich – auch im Vergleich zur ersten Konferenz – gezeigt, dass es sehr viel mehr Leute gibt, die tatsächlich an der Schnittstelle von Digitalisierung und Nachhaltigkeit arbeiten.

Digitalisierung zukunftsfähig und nachhaltig gestalten. Politische Forderungen der Bits & Bäume 2022

Anlässlich der Konferenz haben die 13 beteiligten Organisationen aus Umwelt- und Naturschutz, Digitalpolitik, Entwicklungszusammenarbeit und Wissenschaft einen gemeinsamen Appell veröffentlicht, der sich mit konkreten Forderungen an die Bundesregierung, die Europäische Union und politische Akteure weltweit richtet. Zu den Forderungen gehört, die Digitalisierung stärker in den Dienst der Gesellschaft und des sozialen und ökologischen Wandels zu stellen, anstatt durch explodierenden Energiebedarf, Ressourcenverbrauch und mangelnde Teilhabe vor allem des Globalen Südens existierende Krisen noch weiter zu verschärfen. Hier geben wir einen Überblick über die Forderungen: Digitalisierung muss sozial-ökologischem Wandel dienen

Die gemeinsamen politischen Forderungen zu entwickeln war bestimmt kein leichter Prozess, oder?

Ja, das war ein intensiver Aushandlungsprozess zwischen den verschiedenen Trägerkreisorganisationen. Aber ich fand diesen Prozess sehr produktiv und interessant, denn dabei haben sich die Organisationen des Trägerkreises, die alle sehr unterschiedliche Perspektiven und Ziele haben, wirklich auf einen gemeinsamen Forderungskatalog geeinigt, der sehr detailliert und konkret ist.

Auf der Konferenz haben wir dann versucht, neben Perspektiven aus den Bits & Bäume Communities möglichst viele politische Perspektiven einzubinden und politische Akteure mit unterschiedlichen Hintergründen eingeladen. Aber worum es eben auch ging, und ich glaube, das ist auch ein wichtiger Punkt, dass die Zivilgesellschaft eine deutliche, starke Stimme in politischen Prozessen braucht. Und dass man versucht, als Bits-und-Bäume-Bewegung wirklich so eine Art kooperatives Lobbying zu organisieren und zu sagen, dass es bestimmte Zielsetzungen gibt, auf die wir uns geeinigt haben und für die wir uns einsetzen.

Was meinst du, zeigen eure Forderungen und die Konferenz bereits Wirkung?

Im Nachgang der Konferenz ist das Thema auf jeden Fall sehr viel präsenter und der Gesprächsbedarf seitens politischer Akteure ist spürbar gewachsen. Ich denke schon, dass das Thema sehr viel mehr auf der politischen Agenda ist und tatsächlich auch die wichtigen Aspekte diskutiert werden.

Wie soll es weitergehen? Aktuell seid ihr gerade in den Vorbereitungen für eine Publikation, richtig?

Ja, das ist jetzt der Prozess, in den wir gerade sehr stark involviert sind, das Bits-und-Bäume-Journal. In dieser Publikation, die aus der Bits-und-Bäume-Konferenz entsteht, werden sehr viele spannende Beiträge zum Thema sein, auch aus sehr unterschiedlichen Perspektiven. Dieses Mal wird sie auf Englisch sein. Dabei geht es darum, auch in größere Räume als nur die deutsche Debatte zu wirken, sowohl auf europäischer Ebene als auch international.

Es geht aber auch darum, als Netzwerk längerfristig zu wirken, oder?

Ja, wir beschäftigen uns gerade intensiv mit der Frage, wie dieses Bündnis, das jetzt entstanden ist und das eine sehr gute und sinnvolle Arbeit leistet, so verstetigt werden kann, dass man längerfristig zusammenarbeitet und dieses kooperative Lobbying auch wirklich wirksam betreiben kann.

Wir wollen uns weiterhin sehr stark in diesem Bündnis engagieren, weil wir der Meinung sind, dass man damit viel erreichen kann. Also, dass die Digitalisierung in Zukunft nachhaltiger gestaltet wird und man mit der geballten Power dieses Bündnisses die strukturellen Veränderungen, die dafür notwendig sind, auch wirklich erreichen kann. Und wir wollen mit unseren politischen Forderungen noch mehr arbeiten und noch gezielter bestimmte Forderungen in politische Prozesse einbringen.

Silke Mayer/ Bits&Bäume Eure politischen Forderungen sind ja sehr umfassend. Kannst du trotzdem Aspekte nennen, auf die ihr euch konzentrieren wollt?

Also, es gibt drei Bereiche, die aus unserer Perspektive am wichtigsten sind. Das eine ist das Thema Geräte und Hardware. Wir haben ja zum Beispiel eine Forderung nach dem Recht auch Geräteneutralität – und das ist eine ziemlich weitreichende und auch umfassende Forderung. Sie löst aber ziemlich viele Probleme, die mit Digitalisierung und Nachhaltigkeit zu tun haben, weil der größte ökologische Fußabdruck in den Geräten steckt. Es gibt verschiedenste Studien, die genau zeigen, wie der Energie und Ressourcenverbrauch der Geräte sehr stark zu Buche schlägt und über die Hälfte des gesamten ökologischen Fußabdrucks ausmacht. Im Endeffekt ist es also so, dass wenn ich mir ein fair hergestelltes Handy zulege, dass ich viele Jahre nutze, dann fällt auch zum Beispiel das Streaming nicht so ins Gewicht. Diese Verhältnismäßigkeit zwischen dem, was für ein Energie- und Ressourcenverbrauch in Geräten steckt, das muss man adressieren.

Den zweiten Aspekt, den wir als IÖW wichtig finden, ist das ganze Thema neue Formen des Wirtschaftens, also alternatives Wirtschaften und alternative Plattformen. Ob wir auf eine sozial-ökologische Transformation hinsteuern oder nicht hat sehr viel mit unserer Art und Weise des Wirtschaftens zu tun und inwieweit alternative Formen des Wirtschaftens überhaupt möglich sind. Eine unserer Forderung ist daher auch, dass es rechtssicher möglich sein muss, digital eine Genossenschaft zu gründen, also dass man auch wirklich die Potenziale der Digitalisierung nutzen kann, um alternative Organisationsformen und alternative Wirtschaftsformen zu ermöglichen. Nur so kann man dem ökonomischen Ungleichgewicht, das zwischen großen und kleinen Akteuren entstanden ist, etwas entgegensetzen.

Und das dritte Thema ist die Frage, wer sich eigentlich an Entscheidungsprozessen beteiligt, sowohl an politischen Entscheidungsprozessen, aber auch daran, wie wir die gesellschaftlichen Wirkungen von Technologien bewerten. Es sollte zum Beispiel Gremien geben, in denen Wissenschaft, Wirtschaft und Zivilgesellschaft in einem ausgewogenen Verhältnis beteiligt werden und eben nicht so was passiert wie bei der Digitalstrategie. Da hat sich herausgestellt, dass sich bei der Vorbereitung 15 Mal mit der Wirtschaft getroffen wurde, aber nicht einmal mit der Zivilgesellschaft.

Friederike, vielen Dank für das Interview!

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Viele Länder setzen bei der Umstellung auf saubere Energie auf Sonnenkollektoren. Doch die Solarmodule benötigen natürlich entsprechende Flächen. Eine neue Lösung, um Platz zu sparen, besteht darin, die Paneele auf Gewässern schwimmen zu lassen: Floatovoltaik. Der Gewinn an potenziellen Flächen könnte dazu beitragen, die Solarenergie weltweit noch weiter zu verbreiten und so die Energiewende vorantreiben, aber die Auswirkungen auf die Umwelt sind noch weitgehend unerforscht.

Eine der weltweit ersten kommerziellen schwimmenden Solaranlagen wurde 2008 auf dem Bewässerungsteich eines kalifornischen Weinguts installiert. Seitdem wurden größere Anlagen mit einer Kapazität von Hunderten von Megawatt auf Seen und Wasserkraftreservoirs in China errichtet, weitere sind in Südostasien und Brasilien geplant.

„Floatovoltaik ist heute eine der am schnellsten wachsenden Technologien zur Stromerzeugung und eine vielversprechende kohlenstoffarme Energiequelle“, sagt Rafael Almeida, Assistenzprofessor für aquatische Ökosysteme an der University of Texas Rio Grande Valley.

Almeida erläutert, dass schwimmende Paneele idealerweise in von Menschenhand geschaffenen Gewässern wie Bewässerungskanälen und den Stauseen von Wasserkraftwerken aufgestellt werden, um kein Land zu verbrauchen, das ansonsten für Naturschutzgebiete oder die Nahrungsmittelproduktion genutzt werden könnte. Vor allem Stauseen von Wasserkraftwerken haben den Vorteil, dass sie bereits über die Infrastruktur für die Stromverteilung verfügen.

Almeida und seine Kollegen berechneten das weltweite Potenzial für die Nutzung der Floatovoltaik auf der Grundlage der Fläche der Wasserkraftreservoirs der Länder. Sie fanden heraus, dass Länder in Afrika und Nord- und Südamerika das größte Potenzial für die Energieerzeugung durch diese Technologie haben. Brasilien und Kanada zum Beispiel könnten in diesem Sektor führend werden; sie würden nur etwa 5 Prozent der Flächen ihrer Stauseen benötigen, um den gesamten Bedarf an Solarenergie bis zur Mitte des Jahrhunderts zu decken. Die Forschenden haben ihre Ergebnisse am 12. Dezember auf der Herbsttagung 2022 der AGU vorgestellt.

Dennis Schroeder/NREL Abschätzung der Umweltauswirkungen

„Wir müssen alle Möglichkeiten zur Steigerung der kohlenstoffarmen Energieerzeugung bei gleichzeitiger Minimierung der Flächennutzungsintensität ernsthaft in Betracht ziehen“, betont Almeida. „Aber wir müssen auch verstehen, wie wir unerwünschte soziale und ökologische Auswirkungen reduzieren können“, fügt er hinzu und erklärt, dass wir noch wenig über die Auswirkungen der Bedeckung großer Wasserflächen mit Sonnenkollektoren wissen.

Regina Nobre, eine Süßwasserökologin an der Paul Sabatier Universität in Toulouse, Frankreich, stimmt dem zu. Nobre war nicht an den jüngsten Forschungsarbeiten beteiligt, gehört aber zu einer Gruppe, die gerade eine Pionierarbeit zur Überwachung der Umweltauswirkungen von schwimmenden Solaranlagen in alten Kiesgrubenseen in Europa begonnen hat. Diese Gruben wurden ursprünglich für den Bergbau angelegt, füllen sich aber nach der Stilllegung auf natürliche Weise mit Flusswasser und beherbergen ein vielfältiges aquatisches Leben. Nobre kann noch keine Ergebnisse vorweisen, glaubt aber, dass die Erkenntnisse aus ihrer Umweltverträglichkeitsstudie für politischen Entscheidungsträger*innen von entscheidender Bedeutung sein könnten.

„Die Technologie entwickelt sich rasant, und wir brauchen dringend mehr Daten, um die Auswirkungen zu verstehen und den Umweltbehörden und der öffentlichen Politik eine bessere Orientierung zu geben“, sagte sie.

Zum einen könnten großflächige Paneele das Licht im Wasser blockieren, so Nobre, und so die Ernährungs- und Vermehrungsmuster von Algen verändern. Das wiederum könnte zu Sauerstoffmangel im See führen und kaskadenartige Auswirkungen auf das gesamte Ökosystem haben, was dann natürlich anderen Wildtieren und der lokalen Fischerei schaden würde.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die Paneele den Austausch von Treibhausgasen wie Methan zwischen dem Wasser und der Atmosphäre beeinträchtigen könnten, wodurch die Vorteile der Dekarbonisierung vielleicht wieder zunichte gemacht werden. Die partikelle Bedeckung der Wasseroberfläche könnte aber auch positive Effekte haben, wie zum Beispiel die Menge des Verdunstungswassers und die Wassererwärmung durch Sonneneinstrahlung reduzieren und Fischen und anderen Wassertieren Rückzugsraum und Kinderstube bieten. Die tatsächlichen Folgen sind jedoch ohne Studien nicht vorhersehbar und werden wahrscheinlich je nach Design der Paneele, Fläche und Landschaft variieren, so die beiden Forschenden.

„Wir müssen einen vorsorglichen Ansatz wählen“, sagte Almeida. „Einerseits dürfen wir diesem potenziell wichtigen Sektor nicht zu viele Hindernisse in den Weg legen, aber andererseits müssen wir die Kompromisse verstehen und die bestehenden Wissenslücken durch weitere Studien schließen“.

Dieser Artikel erschien ursprünglich im AGU’s Eos Magazine und wurde hier im Rahmen von Covering Climate Now, einer globalen Initiative zur Stärkung der Klimaberichterstattung, nochmals veröffentlicht. Übersetzt hat den Artikel Sarah-Indra Jungblut.

 

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Nichts geht mehr ohne digitale Tools und Dienstleistungen – die wenigsten können sich noch ein Leben ohne Smartphone vorstellen. Doch der Datenverkehr, so „körperlos“ er auch erscheinen mag, bedarf einer Infrastruktur aus Servern, Rechenzentren, Übertragungstechnologien und natürlich entsprechender Geräte. Damit führt unsere digitale Welt schweres Gepäck mit sich: einen stetig wachsenden Energieverbrauch, die oft ausbeuterische und umweltschädliche Produktion der smarten Tools und am Ende ihres häufig viel zu kurzen Lebens landen sie als Elektroschrott in der Tonne.

Nehmen wir letzteren Punkt einmal genauer unter die Lupe: Unser Konsum an Elektrogeräten ist für den am schnellsten wachsenden Anteil am weltweiten Müllberg verantwortlich. Laut des Bundesministeriums für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (BMZ) sind im Jahr 2018 weltweit schätzungsweise 50 Millionen Tonnen Elektroschrott angefallen. Das entspricht dem Gewicht von ungefähr 6.800 Eifeltürmen. Deutschland trägt dazu jedes Jahr etwa 1,7 Millionen Tonnen bei – Tendenz steigend.

Die Folgen für Menschen und Umwelt sind fatal. Mehr als die Hälfte dieses riesigen Müllbergs wird kostengünstig in Länder des globalen Südens verschifft. Dort werden die wertvollen Rohstoffe unter oft menschenunwürdigen Arbeitsbedingungen und erheblichen Umweltbelastungen rückgewonnen, wobei die lokalen Arbeiter*innen enormen Gesundheitsrisiken ausgesetzt sind. Gleiches gilt übrigens auch für die Gewinnung der Rohstoffe und die Produktion: Unsere smarten Geräte stammen zu einem Großteil aus Ländern, in denen Arbeitsrechte und Umweltstandards missachtet werden.

Greenpeace India Funken fliegen aus einer Schleifmaschine, während ein paar Meter weiter Jugendliche ausrangierte Computerteile sortieren. Die „besseren“ Smartphones

Nach wie vor sind nachhaltigere Alternativen schwer zu finden. Doch es gibt einige Unternehmen und Initiativen, die mit nachhaltigen Materialien, schlauen Recycling-Methoden und einem bewussteren Einsatz von Rohstoffen den Wandel zu einer ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft unterstützen und für faire Arbeitsbedingungen eintreten. Fairphone und Shiftphone beweisen mit ihren Smartphones, dass ein langlebiges und umweltfreundliches Design durchaus möglich ist. Ihre Geräte sind modular aufgebaut und einfach zu reparieren, was sie vor einem vorzeitigen Ende als Elektroschrott bewahrt. Gleichzeitig achten die Unternehmen auf faire Löhne und Arbeitsbedingungen, verzichten auf Kinderarbeit und setzen auf eine ressourcenschonende Produktion. Dem Thema Computermäuse hat sich Nager IT verschrieben: Mit einer fairen Produktion will der Verein die Entwicklung von fairer IT vorantreiben. Und das Konzept von Recable sind fair produzierte USB-Kabel, die zu 90 Prozent recyclingfähig sind.

Fairphone Reparieren, gebraucht kaufen, spenden

Oftmals werden Geräte schnell durch die jeweils neueste Generation ersetzt und ausgediente und kaputte Geräte über den Hausmüll entsorgt – oder sie verstauben in unseren Schubladen. Das ist nicht nur nicht nachhaltig, sondern es werden auch wertvolle Ressourcen und Rohstoffe verschwendet. Eine Tonne Elektroschrott aus Computern und Laptops enthält beispielsweise etwa 70 Kilogramm Kupfer, 140 Gramm Silber und 30 Gramm Gold. Und die Herstellung digitaler Endgeräte verursacht erhebliche Treibhausgasemissionen: Bei der Herstellung eines Laptops entstehen rund 250 Kilogramm CO2, für ein Smartphone oder einen digitalen Sprachassistenten (Alexa und Co.) sind es rund 100 Kilogramm.

Reparieren, gebraucht kaufen und spenden sind nachhaltige Lösungsansätze, da so die Lebensdauer der Geräte verlängert wird und sie recycelt werden können. Die Plattform MeinMacher.de listet beispielweise jede Menge anerkannter Fachbetriebe auf, die sich um defekte Geräte kümmern. Talentierte Bastler:innen finden auf der Plattform iFixit leicht verständliche Reparaturanleitungen für Geräte aller Art und ein großes Angebot an Ersatzteilen. Auf eBay bzw. eBay-Kleinanzeigen können voll funktionsfähige Geräte gekauft und verkauft werden und große Online-Händler wie Rebuy, Refurbed und Backmarket bieten gebrauchte Geräte mit Garantie an.

Neues EU-Energielabel zeigt Reparierbarkeit von Smartphones und Tablets an

Licht im Dunkel der Elektrogeräte: Immerhin ab 2025 soll ein neues Energielabel EU-weit auf Smartphones und Tablets zu finden sein. Die Europäische Kommission hat in Zusammenarbeit mit den EU-Mitgliedstaaten die Einführung eines EU-Energielabels beschlossen, das erstmals auf einer Skala von A-E anzeigt, wie gut die Geräte zu reparieren sind. Das Siegel verschafft nicht nur Verbraucher*innen Klarheit, sondern gibt Hersteller*innen von Smartphones und Tablets hoffentlich einen weiteren Anreiz, ihre Produkte innovativ und nachhaltig zu designen. Mehr Infos hier: FAQ Recht auf Reparatur

Für Spenden von Smartphones oder Laptops ist beispielsweise das Leipziger Projekt „Hardware for Future“ eine gute Adresse. Die gesammelten IT-Geräte gehen an Schüler*innen aus einkommensschwachen Familien. Und wird das ausgediente Smartphone an den NABU oder die Deutsche Umwelthilfe gespendet, fließen die Erlöse aus ihren Recyclingprogrammen in Natur- und Umweltschutzprojekte.

Last but not least: Alle Läden, die Elektroartikel verkaufen, müssen diese auch wieder zurücknehmen und sich um die sachgemäße Entsorgung kümmern – und mit immer besseren Recyclingverfahren lassen sich auch mehr Rohstoffe rückgewinnen.

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Seit der „Rettet die Wale“-Bewegung in den späten 1970er Jahren sind Wale zu den Aushängeschildern für den Schutz der Meere geworden. Doch obwohl es in den letzten Jahrzehnten auch einige positive Entwicklungen gab – die Buckelwalpopulationen haben zum Beispiel fast wieder den Stand vor dem Walfang erreicht) – sind viele Wale immer noch von menschlichen Aktivitäten und zunehmend von den Auswirkungen des Klimawandels bedroht.

Die chilenische Blue Boat Initiative will den größten Lebewesen unseres Planeten auf ihrem Weg zur Erholung helfen. Interessanterweise betont die Initiative nicht nur die Notwendigkeit, diese majestätischen und intelligenten Tiere aus ethischen und ökologischen Gründen zu schützen, sondern auch aus wirtschaftlichen und kulturellen Gründen. Doch dazu später mehr.

Mit Unterstützung der chilenischen Regierung und der MERI-Stiftung, eine Klimaforschungsinstitution, hat die Blue Boat Initiative intelligente Bojen entwickelt, mit denen sich die Wanderungen der Wale verfolgen und die örtlichen Meeresbedingungen bewerten lassen. Die erste Boje mit dem Namen Suyai – oder ‚Hoffnung‘ – wurde im Oktober im Golf von Corcovado, etwa 1.100 Kilometer südlich von Santiago, installiert. Schätzungen zufolge halten sich bis zu zehn Prozent der Blauwalpopulation in diesem Gebiet auf, aber auch andere Arten wie Buckelwale, Seiwale und Südliche Glattwale.

Die Bojen nutzen die Anwendung der Künstlichen Intelligenz Listen to the Deep Ocean (LIDO) und ozeanische Sensoren, um die Anwesenheit von Walen, insbesondere von Blauwalen, in diesem Gebiet zu erkennen. Diese Informationen werden dann an Frühwarnstationen an Land weitergeleitet, die Schiffe, die in der Region unterwegs sind, über die Anwesenheit der Wale informieren können. Die Übermittlung der Walrouten soll dann Schiffe dazu veranlassen, diese Gebiete zu meiden, so dass die Wanderrouten der Meeresriesen seltener unterbrochen und Schiffskollisionen vermieden werden.

Blue Boat Initiative

Geplant ist, dass zu dieser ersten Boje noch mindestens fünf weitere dazukommen. Die Blue Boat Initiative hofft, dass sie irgendwann die gesamte Migrationsroute in die antarktischen Gewässer abdecken kann.

Das grüne Potenzial der Blauwale

Wale, insbesondere Blauwale, spielen nicht nur eine wichtige Rolle für das Gleichgewicht der Ökosysteme, sondern auch für den Klimaschutz und die Verringerung des Kohlenstoffausstoßes.

Das hat damit zu tun, dass viele Wale zu den „Schirmspezies“ gehören, was bedeutet, dass ihr Schutz indirekt auch andere Arten schützt. Außerdem tragen sie über ihre Ausscheidungen, die die Produktion von Phytoplankton ankurbeln, zum Gleichgewicht und zur Sauerstoffanreicherung der Ozeane bei. Es gibt bereits Versuche, mithilfe von künstlichen Walausscheidungen diesen Prozess zu ‚biomimetisieren'“.

Axelle B

Eine weitere, oft übersehene Rolle der großen Wale ist die Kohlenstoffbindung. In seinem Leben kann ein einziger Blauwal 33 Tonnen CO2 binden. Stirbt das Tier, sinkt sein Körper in der Regel in die Tiefsee, wo dieser Kohlenstoff jahrhundertelang gebunden bleibt – möglicherweise bis zu 2.000 Jahre. Aufgrund des hohen Drucks und der niedrigen Temperaturen in der Tiefsee könnte sie sogar ein idealer Ort für die langfristige Speicherung von Kohlenstoff sein. Wir haben bereits über ein Projekt berichtet, dass sich diesen Mechanismus zunutze macht.

Außerdem betont die Blue Boat Initiative, dass gesunde Walpopulationen auch zu einer gesunden Wirtschaft führen. Wale tragen zu gesunden Fischbeständen bei, die für die lokale Wirtschaft unerlässlich sind, während ihre Kohlenstoffbindung und Ozeandüngung ebenfalls einen wirtschaftlichen Wert haben. Diese „Dienstleistungen“ schätzt die Initiative auf 845.000 bzw. 16 Millionen USD.

Und dann ist da noch der Ökotourismus. Die Walbeobachtungsindustrie erwirtschaftet schätzungsweise 2 Milliarden USD pro Jahr, davon 3,7 Millionen allein in Chile.

Natürlich ist der Schutz der Wale an sich schon ein lohnendes Unterfangen, aber wenn man diese Tiere in einen wirtschaftlichen Kontext stellt, können auch zurückhaltende Regierungen und Organisationen zum Handeln bewegt werden, so zumindest die Hoffnung der Blue Boat Initiative. Anstatt den Schutz von Tieren als „wohltätige“ Kosten mit geringem unmittelbaren Nutzen zu betrachten, ist es wichtig, viele Bemühungen als Grundlage für ein langfristiges wirtschaftliches wie auch ökologisches Überleben zu sehen.

Übrigens setzt nicht nur die chilenische Initiative auf künstliche Intelligenz zum „Abhören“ von Walen. Ein Forschungsprojekt versucht, die Rufe einiger Wale in eine für den Menschen verständliche Sprache zu übersetzen. Auch wenn der Erfolg dieser Bemühungen noch in weiter Ferne liegt, könnte unsere Fähigkeit, zu verstehen, was unter den Wellen vor sich geht, neue Einblicke in ein immer noch weitgehend geheimnisvolles Reich geben.

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Mit der nahenden Geschenkeflut an Weihnachten ist zu erwarten, dass mal wieder unzählige Geräte – Telefone, Laptops, Spielkonsolen usw. – auf Nimmerwiedersehen in Schubladen und Schränken verschwinden werden oder anderweitig „entsorgt“ werden.

Überall auf der Welt verstauben riesige Mengen an Elektronikgeräten in dunklen Ecken, und wenn sie doch entsorgt werden, dann auf oft auf unverantwortliche Weise. Laut einer Umfrage von Nokia bleiben rund 44 Prozent der alten Telefone im Haushalt liegen, vier Prozent werden auf der Mülldeponie entsorgt und nur drei Prozent landen tatsächlich im Recycling.

Diese Zahlen verdeutlichen das weit verbreitete Problem des Recyclings elektronischer Güter. Nicht nur müssen die Geräte richtig entsorgt werden. Da die Geräte sehr komplex sind und viele verschiedene Materialien verbaut sind, ist es oft einfach nicht kosteneffizient genug, sie ordnungsgemäß zu zerlegen und zu recyceln – der Weg auf die Müllkippe ist damit geebnet.

Ein Team der Johannes Kepler Universität in Österreich hat sich eine Lösung mal wieder bei der Natur abgeschaut. In einer kürzlich in Science Advances veröffentlichten Studie haben sie ein neues Material aus einem Waldpilz entwickelt, das als Ersatz für Plastikplatinen in bestimmten elektronischen Geräten verwendet werden könnte.

Platinen sind Kunststoffplatten, die eine komplexe Anordnung von Mikrochips, Transistoren und anderen Bauteilen enthalten. Beim Recycling sind diese Kunststoffplatinen ein großes Hindernis und viele werden einfach verbrannt. Eine Platine auf Pilzbasis könnte sich dagegen nicht nur zersetzen, sondern auch andere nützliche Komponenten für das Recycling freilegen.

Die Entdeckung der Pilzplatine stammt eigentlich aus einer anderen Forschungsarbeit. Darin untersuchte das Team, inwieweit Holz-Pilz-Verbundwerkstoffen als Isolierung einsetzbar sind. Ähnliche Methoden wurden in der Vergangenheit bereits zur Herstellung von nachhaltigem Leder und Styropor-ähnlichen Verpackungsmaterialien angewandt. Dabei fanden die Forschenden heraus, dass der ungenießbare Ganoderma lucidum-Pilz eine kompakte Schutzhaut um das Holz bildet, auf dem er wächst. Wird diese dünne Schicht entfernt, ähnelt sie einem Blatt Papier.

Die „Haut“ wird dann einem Produktionsprozess unterzogen, um das Material zu stärken. Nach dem Trocknen kann es bis zu 2.000 Mal gefaltet und gebogen werden, ohne seine Festigkeit, Flexibilität oder Strom- und Hitzebeständigkeit zu beeinträchtigen. Elektronische Schaltkreise und Komponenten könnten auch auf der Haut installiert werden, was sie insgesamt zu einem idealen Schaltungssubstrat macht.

Ilya Filippov Der Glänzende Lackporling (Ganoderma lucidum) ist in Europa, China und den USA nur begrenzt verbreitet, kann aber auf verrottendem Hartholz angebaut werden.

Solange das jeweilige Pilzprodukt einigermaßen trocken gelagert wird, bleibt es lange funktionsfähig, wird es jedoch in einen normalen Haushaltskompost gegeben, wird es in zwei Wochen oder weniger abgebaut. Damit sind für den Abbau des Materials keine besonderen Einrichtungen, Chemikalien oder Verfahren erforderlich.

Bisher wurden andere biologisch abbaubare Schaltkreissubstrate aus Papier und Seide hergestellt, doch das Team von Johannes Kepler weist darauf hin, dass diese auch Nachteile haben. Die Züchtung und Verarbeitung der Materialien ist aufwändig sowie energie- und wasserintensiv. Die Pilze hingegen lassen sich leicht auf Holzabfällen züchten und müssen nicht aufwendig verarbeitet werden.

Ein Nachteil ist jedoch, dass die auf Pilzen basierende Platine nicht so langlebig ist wie eine herkömmliche Kunststoffplatte. Aus diesem Grund schlägt das Team vor, dass die Pilzplatinen am besten für bestimmte kurzlebige Quasi-Wegwerf-Elektronik wie Sensoren, elektronische Etiketten und Geräte zur Gesundheitsüberwachung verwendet werden.

Aber das sind noch nicht alle Anwendungen. Das Team hat die Pilze auch für die Herstellung einer biologisch abbaubaren Einwegbatterie verwendet. Die Pilzhaut wurde mit einem leitfähigen flüssigen Elektrolyt getränkt, während auf beiden Seiten Metallelektroden angebracht wurden. In einer trockenen Pilzhaut eingeschlossen, könnte die Batterie kleine Geräte wie ein Bluetooth-Modul oder einen Feuchtigkeitssensor mit Strom versorgen.

Nicht nur, dass nicht wiederverwertbare Elektronik schlecht für die Umwelt ist, sie ist auch eine Verschwendung von potenziellen Ressourcen. Smartphones und andere Geräte enthalten wertvolle Mineralien wie Lithium, Kobalt und Gold. Anstatt einfach mehr von diesen Materialien in groß angelegten Bergbaubetrieben – manchmal in Ländern mit schlechten Arbeitnehmerrechten und -schutz – zu gewinnen, könnten diese Mineralien im so genannten „Urban Mining“ abgebaut werden.

Der beste Weg zur Verringerung des Elektroschrotts besteht natürlich darin, ihn an der Quelle zu bekämpfen, zum Beispiel, indem die Verwendung von Modellen mit längerer Lebensdauer und der Support für ältere Geräte gefördert wird.

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Der Zugang zu sauberem Trinkwasser ist nach wie vor ein großes Problem auf der ganzen Welt, insbesondere im globalen Süden. Derzeit sind rund 2,8 Milliarden Menschen weltweit von Wasserknappheit betroffen und verschmutzendes Wasser ist für rund 80 Prozent aller Krankheiten verantwortlich.

Die Ursachen für Wasserknappheit und -verschmutzung sind vielfältig. Steigende Temperaturen lassen Wasserreservoirs zunehmend austrocknen, Süßwasserflüsse haben einen historischen Tiefstand erreicht. Das Wachstum der Landwirtschaft, die für die Ernährung einer wachsenden Bevölkerung unerlässlich ist, hat die Wasservorräte ebenfalls stärker belastet, während unregulierte oder unkontrollierte industrielle Prozesse die verfügbaren Ressourcen verschmutzen.

Eine Lösung für diese Probleme besteht darin, sich den bisher nicht trinkbaren Wasserquellen zuzuwenden, wie zum Beispiel dem Salzwasser in Meeren und Ozeanen. Die Entsalzung dieses Wassers könnte potenziell den Bedarf auf der ganzen Welt decken.

Das polnische Startup Nanoseen arbeitet an der Entwicklung eines einfachen, aber wirksamen, nicht angetriebenen Verfahrens zur Entfernung von Salz und Verunreinigungen aus Wasserquellen. Die Methode beruht auf einer Reihe von „NanoseenX“-Membranen, die Poren mit einer Größe von etwa 0,1 bis 0,8 Nanometern enthalten. Diese Löcher lassen Wasser durch, sind aber klein genug, um Salz und andere Verunreinigungen aufzufangen.

Nanoseen hat etwa 30 verschiedene Arten von Membranen entwickelt, die jeweils aus einer Kombination verschiedener Nanomaterialien bestehen. Jede der Membranen wurde mit Blick auf eine bestimmte Funktion entwickelt und kann mit anderen kombiniert werden, um den Reinigungsgrad zu erhöhen.

Diese Membranen werden in einen vertikalen Zylinder eingesetzt, durch den das Wasser geleitet wird. Je nach Salzgehalt des Wassers und/oder seinem Verschmutzungsgrad werden zwischen zwei und zwanzig dieser Membranen benötigt. Jede Membran wurde so konzipiert, dass sie Verunreinigungen unterschiedlicher Größe entfernen kann, von größeren physischen Objekten über Pestizide und Schwermetalle bis hin zu Viren und Nanokunststoffen.

Nanoseen

Jede Membran soll rund 200 Tage lang im 24-Stunden-Betrieb zuverlässig filtern und kann bis zu zehnmal regeneriert werden, entweder mit reinem Wasser, Solarenergie oder Druckluft. Nach eigenen Angaben kann der Ansatz von Nanoseen bis zu 1000 Liter Wasser pro Tag filtern; diese Menge soll noch bis zum Zehnfachen erhöht werden.

Der Vorteil des NanoseenX-Systems liegt in der Einfachheit seines Ansatzes. Es wird weder Strom noch Energie benötigt, da das Wasser allein durch die Schwerkraft durch den Zylinder bewegt wird. Dies macht das System ideal für netzferne oder ländliche Gemeinden ohne Elektrifizierung. Das System ist außerdem relativ schnell – das Wasser läuft in nur zwei bis fünf Minuten durch – und soll erschwinglich sein. Die Membranen kosten zwischen 0,08 und 0,5 USD pro Stück, womit das System einen Liter trinkbares Wasser für nur 0,0001 USD produzieren kann.

Der Ansatz von Nanoseen ist nur ein Versuch, mithilfe eines Entsalzungsverfahrens Meerwasser für die Trinkwassergewinnung nutzbar zu machen. Die Virginia Tech University hat ein innovatives System entwickelt, das den natürlichen Prozess der Mangrovenbäume nachahmt, die das Meerwasser in ein Filtersystem saugen, ohne dass dafür mechanische Energie benötigt wird. Die Membranen selbst könnten auch zur Stromerzeugung durch osmotische Prozesse genutzt werden. Bei diesen Systemen wird Wasser verwendet, um über oder unter einer Membran Druck auszuüben, wodurch letztlich Energie erzeugt wird. Die Entwicklung eines zuverlässigen, kosteneffizienten osmotischen Systems wird jedoch noch erforscht.

Neben der Entsalzung und Reinigung hat Nanoseen seine Erfahrungen mit der Nanotechnologie auch in anderen Bereichen eingesetzt. Neben den Membranen hat das Unternehmen auch NanoboosteX, einen Pflanzenbeschleuniger zur Reduzierung von Düngemitteln, und NanopowderX, ein Pulver zum Abbau von Kunststoffen aus Salz- und Süßwasser, hergestellt.

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Schlagzeilen wie die dieses Artikels sind dir bestimmt vertraut. Die als „Clickbait“ bezeichneten Formulierungen und Bilder sind besonders aufmerksamsheischend gestaltet, um Leser*innen aus dem ganzen Web anzulocken.

Viele der Websites, die oft am unteren Rand anderer seriöser Websites angezeigt oder in Facebook-Feeds eingefügt werden, sind offiziell „Made-for-Advertising“-Sites (MFA). Ihr Geld verdienen diese Webseiten ausschließlich über Werbung, ihr Ziel ist es, möglichst viele Nutzende über prominente Skandale oder Sexualisierung auf ihre Seiten zu lenken. Die eigentlichen Inhalte sind dafür weitgehend unerheblich. Daher sind die Artikel auf Clickbait-Seiten von geringer Qualität und oft irreführend betitelt.

Einige MFA-Websites erzielen mit diesem Konzept Millionen von Klicks. Eine neue Studie hat nun sowohl ihre ökologischen als auch ihre wirtschaftlichen Auswirkungen aufgezeigt.

Die Studie von Ebiquity und Scope3 legt nahe, dass viele der MFA-Websites für große Mengen CO2 verantwortlich sind, ohne dass dies zu einem nennenswerten finanziellen Ertrag oder irgendeinem anderen Mehrwert führt.

Lord Belbury Clickbait-Websites nutzen oft gesundheitliche oder finanzielle Probleme, um Leser*innen anzulocken. Wirklich relevante Informationen beinhalten diie Websites allerdings selten.

Das Team analysierte Werbeausgaben im Wert von mehr als 375 Millionen USD bei 43 der weltweit führenden Werbetreibenden. Um ihre Ergebnisse zu bewerten, entwickelte das Forschungsteam eine neue Metrik zur Analyse der digitalen Kohlenstoffemissionen pro 1000 Werbeeinblendungen: CO2PM (Kohlendioxidemissionen pro Million). Die Studie ergab, dass der globale gewichtete Durchschnitt der digitalen Werbeemissionen bei 670 Gramm liegt, verteilt auf 116 Milliarden Werbeeinblendungen – das Erscheinen einer Anzeige auf einer Website oder einer Anwendung. Laut Scope3 ergibt dies eine Gesamtmenge von 77.826 Tonnen Kohlendioxidäquivalent – genug, um 1,35 Millionen Passagiere von London nach Paris zu fliegen. Darüber hinaus fördern solche Werbetechniken auch einen unnötigen und nicht nachhaltigen Konsum.

Es wurde festgestellt, dass die Menge der Emissionen je nach Website stark variiert, wobei einige Websites nur für 55,2 g verantwortlich sind und andere für bis zu 4782,8 g. Besonders hervorgehoben wurden die MFA-Websites wegen ihrer vergleichsweise hohen Emissionen. MFA-Websites verursachten im Durchschnitt 26,4 Prozent mehr Emissionen als andere Websites (durchschnittlich 814 Gramm). Vor allem Clickbait-Websites enthalten oft viele verschiedene Anzeigen, Widgets, Cookies und andere Pop-ups, deren Betrieb zusätzliche Ressourcen erfordert, was wiederum zu einem höheren Energiebedarf führt. Gleichzeitig wird all dieser Kohlenstoff für einen fragwürdigen wirtschaftlichen Ertrag und minderwertige, größtenteils unnötige und unbefriedigende Inhalte produziert.

Im Gegensatz dazu lag der CO2PM für „vertrauenswürdige Nachrichten-Websites“ 52 Prozent niedriger als für MFA-Websites, nämlich bei 390 Gramm.

Ebiquity und Scope3 empfehlen Unternehmen daher, bei der Wahl ihrer Online-Werbepartner selektiver vorzugehen und mehr zu investieren. Dies wird nicht nur dazu beitragen, ihren ökologischen Fußabdruck zu verringern, sondern ihnen wahrscheinlich auch mehr Geld einbringen. Nick Waters, Group CEO bei Ebiquity Plc, schlägt vor, dass die Lösung in der Unterstützung angesehener und etablierter Nachrichten-Websites liegen könnte:

„Diese Kennzahlen zeigen, dass digitale Werbung nicht gleich digitale Werbung ist. Die große Bandbreite an Emissionen bietet der Branche eine klare Chance, bessere Entscheidungen zu treffen. Marken haben jetzt einen Leitfaden dafür, worauf sie achten müssen und wo sie anfangen können, über Reduzierung und Optimierung für eine effektivere und kohlenstoffneutrale Werbung nachzudenken.“

Weniger Clickbait, besserer Journalismus?

Dieser Wandel könnte auch andere positive Auswirkungen haben, die nicht rein ökologischer Natur sind. Viele traditionelle Nachrichten-Websites haben unter den Herausforderungen eines vielfältigeren, dezentralisierten und wettbewerbsorientierten Medienumfelds gelitten. Da viele Nachrichteninhalte inzwischen kostenlos verfügbar sind, sind journalistische Organisationen zunehmend auf Werbeeinnahmen angewiesen, um zu überleben. Um Einnahmen zu erzielen, sind Klicks erforderlich, was dazu führt, dass sogar angesehene Nachrichtenorganisationen wie BBC und CNN „Klick-Köder“-Prinzipien anwenden und Inhalte anbieten, für die sie bezahlt wurden – im Wesentlichen MPA-Websites.

CNN Auch wenn die MFA-Inhalte weit unten auf der Website zu finden sind, werden sie auch von angesehenen Nachrichtenorganisationen verwendet.

Natürlich ist an sich nichts falsch daran, „populäre“ Inhalte zu erstellen, und die Werbung ist seit Jahrzehnten das Rückgrat der Zeitungen. Schließlich wurden viele der Clickbait-Methoden aus dem Boulevardjournalismus übernommen. Aber wenn die Zahl der Zugriffe zur einzigen Kennzahl wird, könnten wichtige, aber weniger lukrative Themen auf der Strecke bleiben. Es werden weniger Zeit und Ressourcen für tiefgründigen, teuren Enthüllungsjournalismus aufgewendet, wenn eine einfache, sensationslüsterne Promi-Story mehr Lesende und Einnahmen bringt.

All dies ist nicht förderlich für ein gesundes Medienumfeld, das dazu beitragen kann, die grassierende Desinformation durch unseriöse Akteure, anrüchige „Journalist*innen“ oder staatliche Propagandaabteilungen zu bekämpfen. Und trägt, wie die Studie deutlich belegt, nicht zum Klimaschutz bei.

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Nach wie vor machen sich jedes Jahr tausende Menschen auf den Weg über das Mittelmeer in der Hoffnung auf ein besseres Leben. Sie haben Kriege und bitterste Armut erlebt oder wurden in ihren Herkunftsländern verfolgt. Viele von ihnen kommen nie an. Seit dem Jahr 2014 sind mehr als 25.261 Menschen im Mittelmeer ertrunken, alleine 2022 (Stand: 09. November 2022) waren es 1.912 Geflüchtete.

Die Seenotrettung wird vor allem von spendenfinanzierten NGOs wie Seewatch oder Seebrücke organisiert, die die Fluchtrouten von Schiffen aus und per Flugzeug nach Booten in Seenot absuchen. Doch oft werden die Boote erst entdeckt, wenn es schon zu spät ist.

Peter Lanz hat sich im Rahmen eines Forschungsprojekts auf die Suche nach einer Lösung begeben, mit der schnell und zuverlässig Boote ausfindig gemacht werden können – und hat einen Radar-Detektor entwickelt.

Peter, worum geht es genau bei dem Radar-Detektor?

Die Idee ist es, die Bilder von Radarsatelliten zu verwenden, um Boote in Seenot zu finden und die Seenotrettung im zentralem Mittelmeer zu unterstützen. Dafür arbeiten wir an einem Programm, das die Boote automatisch ausfindig machen soll. Dabei durchsucht ein Detektor die Satellitenbilder und liefert die Koordinaten möglicher Standorte von Booten. Diese können dann zusammen mit einem Zeitstempel an Rettungskräfte vor Ort kommuniziert werden. Wir haben uns für Radar entschieden, da es von Wolken und Regen nicht gestört wird und auch kein Sonnenlicht benötigt. Damit sind mehr Aufnahmen in besserer Qualität möglich, verglichen mit optischen Sensoren.

Peter Lanz Das Testboot wird im Berliner Umland ins Wasser gezogen. Die Radarbilder zeigen nicht das Boot selbst, sondern den Abdruck, den das Boot auf der Wasseroberfläche hinterlässt, richtig?

Das ist das, was wir annehmen. Trockener Kunststoff und Holz ist für Radar unsichtbar. Mit speziellen Radarmethoden ist die Abplattung der Wasseroberfläche unter dem Schlauchboot zu sehen. Auch der Windschatten, den das Boot erzeugt, sollte sichtbar sein, genauso wie Wassertropfen auf der Bootsoberfläche es plötzlich sichtbar machen und Menschen und der Außenbordmotor Spuren im Radarbild hinterlassen. Das alles ist ziemlich variabel und die Kombination aus dem allen ist die Anomalie, nach der wir mit den Detektoren suchen.

Wie zuverlässig funktionieren die Detektoren und wie schnell sind die Informationen für die Seenotrettung verfügbar?

Die Zuverlässigkeit der Detektion hängt von einer Reihe von Faktoren ab. Neben der Wahl der besten Detektoren spielt die Windgeschwindigkeit, welche eng mit der Wellenhöhe verknüpft ist, eine wichtige Rolle. In der ersten Phase des Projektes konnten wir zeigen, dass die Detektion auf einem See, also bei ruhiger See, gut funktioniert. Aktuell forschen wir daran, bis zu welchem Seegang wir die Boote noch finden können. Die Ergebnisse werden in den kommenden Monaten in einem neuen Paper veröffentlicht werden.

Peter Lanz Das Testboot liegt im Wasser. Mit Tongranulat gefüllte Beutel simulieren im Boot sitzende Menschen. Was war die initiale Idee, ein „Detektionstool“ für Geflüchtete zu entwickeln?

Die Idee entstand 2015, als immer mehr und mehr Menschen über das zentrale Mittelmeer flohen und die Opferzahlen stetig anstiegen. Mit unserem Projekt wollen wir einerseits die zivile Seenotrettung in ihrer Arbeit unterstützen und andererseits eine Möglichkeit zur Dokumentation der anhaltenden Fluchtbewegungen und damit verbundenen illegalen Pushbacks bieten. Mit dem Vorteil, dass diese Strategie nur schwer von Nationalstaaten geblockt werden kann.

Was waren besondere Herausforderungen bei der Entwicklung des Detektors?

Zu Beginn des Projektes wurde rasch klar, dass es schwierig werden würde, die für das Projekt unverzichtbar wichtigen Testradardaten zu bekommen. Zumindest auf dem zivilen Sektor gab es keine frei verfügbaren Radarbilder von solchen Booten auf dem offenen Meer in realen Situationen. Also organisierten wir zwei Datenkampagnen in 2017 und 2022 auf Seen nahe Berlin, um eine eigene Sammlung von Testdaten anzulegen. Das waren organisatorisch große Herausforderungen für ein kleines Projekt wie unseres.

Wie soll es weitergehen, wenn sich der Detektor auch auf hoher See bewährt?

Wir hoffen natürlich darauf, damit einen Beitrag leisten zu können. Allerdings könnten aktuell noch die hohen Kosten der Satellitendaten ein Grund sein, warum NGOs an den aktuellen Strategien, Geflüchtete in Seenot vom Schiffen und Flugzeugen aus zu finden, festhalten.

Vielen Dank für das Interview, Peter.

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Bei dem Stichwort „Entwaldung“ drängen sich uns meist Bilder von großflächiger Abholzung, Waldbränden oder der Rodung von Land für Plantagen auf. Die Abholzung ist jedoch nicht nur ein Problem auf dem Land. Auch Seetang- und Seegraswälder sind durch den Klimawandel und menschliche Aktivitäten bedroht.

Die in Portugal ansässige NGO SeaForester will mehr Aufmerksamkeit auf die „vergessenen Wälder“ lenken und entwickelt innovative Methoden, um verschwundene Unterwasservegetationen wieder wachsen zu lassen.

Natürlich ist die Aussaat neuer „Wälder“ unter Wasser mit größeren Herausforderungen verbunden als die Wiederansiedlung von Pflanzen und Bäumen an Land. Für SeaForester ist es wichtig, dass ihre Methoden kostengünstig, skalierbar und weltweit leicht reproduzierbar sind. Aus diesem Grund hat SeaForester den Ansatz „Blue Front Yard“ entwickelt, der darauf abzielt, unsere Küstengebiete zu überdenken und sie ähnlich zu betrachten wie Parks, Wäldern und Grünflächen an Land.

Die Kernlösung von SeaForester besteht aus kleinen Steinen, die mit Algensporen getränkt wurden. Diese Steine werden in speziell angelegten Aufzuchtstationen gepflegt, bevor sie von Booten aus in Küstengebieten ausgestreut werden. Sobald sich die Algen auf dem Meeresboden angesiedelt haben, sollten sie Wurzeln schlagen und wieder Unterwasserwälder wachsen.

Ein großer Vorteil dieses Konzepts ist die Leichtigkeit, mit der die Aufforstung durchgeführt werden kann. Weder Spezialausrüstung noch Taucher*innen oder Unterwasserinfrastruktur sind erforderlich. Stattdessen können die Steine einfach von Booten abgeworfen werden. Die Rohstoffe für diesen Ansatz sind außerdem günstig und leicht verfügbar.

SeaForester Meereswälder als CO2-Senken

Meereswälder spielen nicht nur für die Gesundheit der Ökosysteme unter Wasser, sondern auch im Hinblick auf den Klimawandel eine wichtige Rolle. Meeresalgen können bis zu fünfmal mehr Kohlenstoff binden als tropische Regenwälder und dank ihrer schnellen Photosynthese wachsen sie wesentlich schneller. Außerdem können sie die Versauerung der Meere verringern, unerwünschte Nährstoffe aus dem Wasser filtern und Sauerstoff liefern. Und indem sie Nahrung, Verstecke und Kinderstuben bieten, sind die Seegras- und Seetangwälder wichtige Lebensräume für Fische und andere Meeresbewohner.

Die Unterwasser-Wälder sind jedoch stark bedroht; weltweit ist in den letzten fünfzig Jahren fast die Hälfte verschwunden. Einige Gebiete sind davon besonders betroffen. In Nordkalifornien und Tasmanien sind die Bestände um 95 Prozent zurückgegangen, in Norwegen um 80 Prozent. Die Erwärmung der Ozeane ist zum großen Teil dafür verantwortlich, da sie die Ausbreitung von Krankheiten ermöglicht, aber auch die Zahl der Raubtiere verringert, die die Weidetiere auf einem überschaubaren Niveau halten. An der kalifornischen Küste beispielsweise hat der Rückgang des Sonnenblumenseesterns zu einer explosionsartigen Vermehrung der violetten Seeigelpopulation geführt, was eine Überweidung zur Folge hat.

Es gibt aber auch Orte, wie zum Beispiel vor der Küste von Vancouver, an denen die Seetangwälder sogar zugenommen haben. Dies ist auf die Aktivitäten der Seeigel fressenden Seeotter zurückzuführen, die sich von der zunehmenden Seeigelpopulation ernähren.

Die Bedeutung von Seetang als Konsumgut – er wird in allen Bereichen von der Lebensmittelproduktion über Kosmetika bis hin zu Biokraftstoffen und Düngemitteln verwendet – hat zu einer Zunahme künstlicher Seetangfarmen geführt, von denen einige speziell zur Bekämpfung des Klimawandels konzipiert wurden. Einem kürzlich erschienenen Bericht zufolge könnten Algenfarmen entscheidend dazu beitragen, Nährstoffe und landwirtschaftliche Abwässer herauszufiltern, die zu riesigen Algenblüten führen und den Gebieten den Sauerstoff entziehen.

Derzeit führt SeaForester eine Reihe von Forschungs- und Aufforstungsprojekten entlang der portugiesischen Küste, aber auch in Norwegen und Australien durch. Das Projekt wurde kürzlich als Finalist für den Earthshot Prize 2022 ausgewählt, einen führenden Umweltpreis, der 2020 vom britischen Prinz William ins Leben gerufen wurde.

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Das Projektteam des „Green Consumption Assistant“ um Prof. Felix Biessmann (Berliner Hochschule für Technik), Prof. Tilman Santarius und Dr. Maike Gossen (TU Berlin) sowie die grüne Suchmaschine Ecosia sah ein doppeltes Dilemma. Erstens: Viele Menschen geben zwar an, dass sie nachhaltigere Entscheidungen treffen wollen, aber sie handeln nicht danach, wenn sie Produkte kaufen. Zweitens: Die bestehenden Produktkataloge der Online-Händler könnten genutzt werden, um nachhaltige Konsumentscheidungen zu erleichtern und das Sucherlebnis zu verbessern. Was jedoch fehlt, sind die Daten über nachhaltige Produkte, die diese Systeme speisen.

Keine nachhaltigen Optionen beim Online-Kauf zu haben sollte nicht länger eine Entschuldigung sein

Daher hat sich das Forschungsteam des „Green Consumption Assistant“ zum Ziel gesetzt, Verbraucher*innen bei der Suche und dem Kauf nachhaltiger Produkte zu unterstützen und eine umfassende Datenbank (die GreenDB) mit nachhaltigkeitsbezogenen Produktdaten entwickelt. Such- und Empfehlungsalgorithmen im E-Commerce können die GreenDB nutzen, um Nachhaltigkeitsaspekte bei ihren automatisierten Entscheidungen zu berücksichtigen. Die Datenbank wird wöchentlich aktualisiert und enthält derzeit über 600.000 Produkte von den größten Online-Händlern in mehreren europäischen Ländern und deckt die 37 Produktkategorien ab, nach denen auf Ecosia am häufigsten gesucht wurde. Die Datenbank gibt Aufschluss darüber, wie verlässlich die Nachhaltigkeitsinformationen zu einem bestimmten Produkt sind: ob es ein glaubwürdiges, von Dritten verifiziertes Nachhaltigkeitslabel hat oder ein Label, das die hohen Glaubwürdigkeitskriterien nicht erfüllt. Die Datenbank wird auch auf der Ecosia-Suchseite unter der Rubrik „Einkaufen“ verwendet, um nachhaltige Produkte hervorzuheben.

Anfang des Jahres untersuchte das Forschungsteam anhand der Daten der GreenDB, wie vertrauenswürdig die verfügbaren Nachhaltigkeitsinformationen in Deutschlands größten Online-Shops sind. Dabei stellte sich heraus, dass nur 14 Prozent der Produkte mit Nachhaltigkeitssiegeln zertifiziert sind, die den hohen Glaubwürdigkeitskriterien des Forschungsteams genügen. Das zeigt, wie schwierig es für Verbraucher*innen ist, tatsächlich nachhaltige Produkte zu erkennen. Die vielen Labels mit geringer Glaubwürdigkeit verhindern die Vergleichbarkeit und sorgen für Verwirrung und Unsicherheit. Die Ergebnisse zeigen aber noch etwas anderes deutlich, nämlich dass viele Unternehmen zwar die Nachfrage nach Nachhaltigkeitsinformationen verstanden haben, diese aber in erster Linie zu Marketingzwecken zu nutzen scheinen. Mit anderen Worten, diese Ergebnisse belegen das weit verbreitete und fast unkontrollierte Greenwashing im elektronischen Handel.

Dieses Phänomen wurde von der europäischen Gesetzgebung erkannt und wird durch die Initiative zur „Begründung grüner Behauptungen“ angegangen. Der vorgeschlagene Rechtsrahmen soll sicherstellen, dass Unternehmen den ökologischen Fußabdruck ihrer Produkte anhand standardisierter Quantifizierungsmethoden nachweisen.

Initiativen, die Greenwashing aufdecken, dringend nötig

Die Umsetzung des europäischen Gesetzes in den Mitgliedsländern hat schon erste Früchte getargen: H&M und Decathlon wurden im Sommer diesen Jahres von der niederländischen Behörde für Verbrauchermärkte (ACM) wegen irreführender Werbeaussagen gerügt. Um Sanktionen zu vermeiden, versprachen die beiden Unternehmen, Verbraucher*innen besser zu informieren und spendeten mehrere Hunderttausend Dollar für Nachhaltigkeitsanliegen in der Modeindustrie. Darüber hinaus wurde angekündigt, dass ASOS von der Wettbewerbs- und Marktaufsichtsbehörde (CMA) wegen möglicher „Greenwashing“-Probleme untersucht werden soll.

Gleichzeitig hat das Forschungsteam einen deutlichen Rückgang der Anzahl der Produkte von Asos festgestellt, die Aussagen über ihre Nachhaltigkeit enthalten. Seit Mitte Juli sank die Zahl der Produkte kontinuierlich von etwa 14.000 auf nur noch 1.000 Mitte September. Bei H&M stellte GreenDB ebenfalls fest, dass seit Mitte Juni die mit dem Higg-Index zertifizierten Produkte komplett entfernt wurden.

Dies deutet darauf hin, dass der Begriff „nachhaltig“ inflationär verwendet wird, oft ohne jeglichen Nachweis durch ein von Dritten zertifiziertes Label mit hohen Nachhaltigkeitsanforderungen. Darüber hinaus zeigt es, dass Untersuchungen von Behörden einen großen Einfluss darauf haben, wie Unternehmen mit Nachhaltigkeitsangaben umgehen. Daher sind politische Initiativen, die die vielen unzureichenden Eigenmarken anderer Geschäfte auf mögliches Greenwashing untersuchen, dringend erforderlich.

Der vollständige Artikel „Nudging Green Consumption: A Large-Scale Data Analysis of Sustainability Labels for Fashion in German Online Retail“ von Maike Gossen, Felix Bießmann und ihren Co-Autoren ist in Frontiers in Sustainability (open access) erschienen.

Die GreenDB ist in einem offenen Repository öffentlich zugänglich, so dass zukünftige Forschungen ein vollständigeres Bild des aktuellen Stands der Nachhaltigkeitsinformationen im Online-Handel zeichnen können.

Dies ist ein Gastbeitrag von Maike Gossen und Felix Biessmann. Maike Gossen ist Post-Doc im Fachgebiet Sozial-ökologische Transformation der TU Berlin und leitet das Forschungsprojekt “Green Consumption Assistant”, das gemeinsam mit Ecosia und der BHT Berlin umgesetzt wird. Felix Biessmann ist Professor für Data Science an der Berliner Hochschule für Technik und am Einstein Center Digital Future.

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