Wie entwickeln sich die Auswirkungen der Digitaltechnik weiter?

Weltweit werden pro Minute 70.000 Stunden TV-Serien und Filme auf Netflix und 5 Millionen Videos auf YouTube abgespielt, über 600.000 Fotos auf Snapchat veröffentlicht, ganz zu schweigen von den 4 Milliarden Suchanfragen auf Google, den 500.000 Tweets und den über 100 Millionen Spams! (Tendre vers la sobriété numérique, Frédéric Bordage, 2019). Aber wie kam es dazu? Erfahren Sie jetzt alles über die Auswirkungen der Digitaltechnik!

Die digitale Industrie hat sich zu einem grundlegenden Element unserer heutigen Welt entwickelt, sei es im beruflichen sowie im Privatleben. Seit der Geburt des Internets im Jahre 1980 ist es uns möglich, E-Mails an beliebige Personen in der ganzen Welt zu senden, Streaming-Videos anzusehen, das Thermostat der Heizung zu programmieren, den Urlaub online zu reservieren und noch vieles mehr – jederzeit und überall.

Das riesige globale Computernetzwerk – oder auch das Internet genannt – ermöglicht, Informationen in einem Wimpernschlag von einem Ort der Welt an einen anderen zwischen Individuen zu übertragen, Informationen zu suchen und viele andere Zwecke zu erfüllen. All dies wird durch ein gigantisches digitales Universum ermöglicht, das aus Servern, Benutzerterminals und Kommunikationsnetzwerken besteht, die sich immer rasanter ausdehnen.

Um die Umweltauswirkungen der Digitaltechnik besser zu verstehen, sind zunächst der rasche Fortschritt und die Herausforderungen zu beobachten, die die Entwicklungen unserer heutigen, extrem digitalisierten Welt darstellen.

Hinweis: Da sich die Digitaltechnik ein sehr breites Spektrum umfasst, haben wir uns dazu entschieden, die wichtigsten aktuellen Trends zu beobachten, die sich einerseits auf Geräte, deren Auswirkungen am wichtigsten sind, und uns andererseits auf digitale Anwendungen zu beziehen.

Die Entwicklung der Digitaltechnik

Das Wachstum der Smart-Geräte

Aber nicht nur die genaue Anzahl der Geräte, die mit dem Internet verbunden sind, ist schwer abzuschätzen, sondern auch die vorhandenen Datenmengen. Dies ist auf die mangelnde Rückverfolgbarkeit, Aktivität oder das Ende der Lebensdauer, die Vielfalt der Hersteller oder eventuelle Betriebsgeheimnisse (unter anderem) zurückzuführen, die nicht immer zugänglich sind. Dennoch enthalten einige Studien Schätzungen für die Ermittlung einer Größenordnung.

Laut Cisco, einem der großen Namen unter den Netzwerkgeräteherstellern, gab es 2018:

• 3,9 Milliarden Menschen mit Internetzugang,
• 19,4 Milliarden Geräte mit Internetzugang, davon 33 % IoT-Geräte.

Cisco sieht einen jährlichen Anstieg von 10 % für die Geräte des Internets der Dinge (IoT) voraus, was bis 2023 knapp 30 Milliarden entsprechen würde:

Wachstum der Anzahl der verbundenen Geräte in Milliarden, © Cisco Annual Internet Report, 2018-2023

Diese Daten berücksichtigen ausschließlich Terminals, aber nicht die Rechenzentren oder Netzwerkgeräte, die ebenfalls Teil des Internets sind.

Dieses Wachstum geht mit einer immer größeren Umweltbelastung einher, da digitale Geräte Materialien nutzen, die extrahiert, transportiert, umgewandelt, montiert und die Endterminals letztlich vermarktet werden müssen, um unsere digitale Verbindung sicherzustellen.

Der größte Anteil ist hierbei der Produktion zuzuschreiben, die die meisten Ressourcen verbraucht und am meisten Treibhausgase freisetzt: in Frankreich sind beispielsweise 80 % des CO₂-Fußabdrucks auf die Digitaltechnik und genauer gesagt auf die Herstellung der entsprechenden Geräte zurückzuführen.

Die Verallgemeinerung des Smartphones

Das Smartphone ist die digitale Ausrüstung, die täglich am häufigsten verwendet wird; ein Tool, das in unserem Leben zu einem unverzichtbaren Werkzeug geworden ist. Laut den jüngsten Zahlen, die im Digital Report 2022 von „We Are Social and Hootsuite“ veröffentlicht wurden, gibt es weltweit 5,48 Milliarden Mobiltelefonbenutzer, wobei 80 % von ihnen ein Smartphone besitzen.

Jedes Jahr bringen Hersteller neue Smartphone-Modelle auf den Markt. Diese Geräte sind effizienter, intelligenter und funktionaler, und stellen auch höhere Anforderungen an die Rohstoffe und Energie, da immer größere Bildschirme verwendet und die Komponenten immer weniger reparierbar sind. Dies ermutigt die Benutzer, regelmäßig ihr Smartphone zu wechseln. Es darf hierbei nicht vergessen werden, dass 3/4 der Umweltauswirkungen von Smartphones auf das Herstellungsverfahren zurückzuführen sind!

Auszug aus der Infografik „Le smartphone, une relation compliquée“ (unser komplexes Verhältnis zu unseren Smartphones) von ADEME

Die Auswirkungen, die diese Trends auf die Umwelt aufgrund ihrer Produktion, insbesondere durch die Metallgewinnung, haben können, sind somit nachvollziehbar. Ein GSM-Telefon aus den 1990er-Jahren bestand aus etwa 30 Metallen. Heute bestehen unsere Geräte aus mehr als 50 verschiedenen Metallen, darunter Edelmetalle wie Gold und Silber sowie besonders seltene Metalle wie Tantal. Das Problem ist, dass derzeit nur 20 von ihnen recycelt werden können (Quelle: ADEME).

Die Entwicklung der Netze –4G und bald 5G

Das im Jahre 2010 eingeführte Mobilfunknetz der 4. Generation (4G) erhöht die für den Endnutzer verfügbare Bandbreite erheblich, was wiederum zur Entwicklung von Multimedia-Anwendungen und zur Verallgemeinerung von vernetzten mobilen Anwendungen führt. Denn heute ist es möglich, Streaming-Videos in HD-Qualität abzuspielen, ein Mobilgerät als Access Point zu verwenden oder die Cloud beim Roaming zu nutzen.

Jede der neuen Generationen von Mobilfunknetzen geht mit der immer flüssigeren und schnelleren mobilen Nutzung und dem permanenten Zugriff auf Inhalte einher. Dadurch intensivieren sich aber auch die Umweltauswirkungen, da die Endgeräte durch immer leistungsstärkere ersetzt werden müssen und die angebotenen Dienste bei einem gleichwertigen Endgerät immer mehr Bytes verbrauchen (Quelle: The Shift Project).

Laut Frédéric Bordage, Experte für GreenIT und digitale Nüchternheit, erzeugt das 4G-Netz eine etwa 20-mal höhere Umweltbelastung als ein kabelgebundenes Netzwerk (ADSL) oder die Glasfasertechnik mit WLAN. Dennoch steigt der Verbrauch der Mobilfunknetze im Vergleich zu Festnetzen sehr stark an, und trotz einer sich von Netzgeneration zu Netzgeneration verbessernden Energieeffizienz nimmt der Gesamtverbrauch der digitalen Techniken seit Jahrzehnten stetig zu (Quelle: The Shift Project).

Was die Einführung von 5G betrifft, die Gegenstand zahlreicher Diskussionen ist, so würde der Datenfluss erheblich erhöht. Dieser technische Fortschritt wäre jedoch hinsichtlich der Umweltauswirkungen alles andere als neutral: In einem Bericht des Hohen Rates für den Klimaschutz heißt es, dass die 5G zu einem Anstieg der CO₂-Emissionen der Digitaltechnik um 18 bis 45 % in 10 Jahren führen und bis 2030 zwischen 2,7 Millionen und 6,7 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalent erreichen könnte (Quelle: Public Sénat)Dies würde in der Tat zur Veralterung und somit zur frühzeitigen Aussonderung von mehreren Millionen Geräten führen, die eigentlich in einwandfreiem Zustand sind. Die Herstellung und der Import dieser Geräte verschmutzen besonders die Umwelt, verändern die Funktionsweise der Netzwerke und Rechenzentren und erhöhen schließlich den Stromverbrauch.

Die Weiterentwicklung der Digitaltechnik

Der Aufstieg des Internets der Dinge (IoT)

Was derzeit hauptsächlich beobachtet werden kann, ist die steigende Anzahl der Geräte mit Internetzugang sowie der eingebetteten Computer. Dies äußert sich besonders in der Vermarktung neuer Endgeräte (tragbare Bluetooth-Lautsprecher, Smartwatches, Aktivitätstracker …) und intelligenter Haushaltsgeräte (Küchenmaschinen, Fernseher, Überwachungssysteme, Beleuchtungssysteme, Thermostate …).

Die Zahl der digitalen Geräte folgt einer exponentiellen Kurve und könnte sich zwischen 2020 und 2030 verdoppeln (Quelle: Analysenotiz, The Shift Project, März 2021)..

Entwicklung des Bestands an vernetzten Geräten weltweit (Quelle: Analysenotiz des Shift Project gemäß Daten der IEA 4E EDNA, 2019).

Diese Vervielfachung der alltäglichen Smart-Geräte ist vorwiegend in den Industrieländern zu beobachten. In den restlichen Regionen der Welt ist ebenfalls ein Anstieg der Ausrüstungsrate zu beobachten, wobei die Rate in den bereits gut ausgerüsteten Industrieländern sehr viel höher ausfallen wird als die der Entwicklungsländer.

Die digitalen Geräte in einem vierköpfigen Haushalt eines OECD-Landes
(Quelle: Analysenotiz des Shift Project, basierend auf den GSMA-Daten, 2015).

Die explosionsartige Zunahme des Datenverkehrs

Die digitale Welt hat sich im Jahre 1990 in Form des World Wide Web in unseren Alltag eingeschlichen. Da die sozialen Netzwerke zu diesem Zeitpunkt noch nicht existierten, verbrauchten die damaligen besonders leichten Chats, Foren und Internetseiten nur sehr wenig Ressourcen.

20 Jahre später hat der Datenverkehr stark zugenommen, um heute schwindelerregende Werte zu erreichen. Im Vergleich entsprach dieser 1992 nur 100 GB pro Tag. Zehn Jahre später sind es weiterhin 100 GB, jedoch pro Sekunde! Und das ist erst der Anfang, wie es die Entwicklung der Datensphäre zeigt (laut den Daten des Cisco Visual Forecast Index):

• 1992: 100 GB/Tag, d. h. weniger als die Speicherkapazität einer modernen Festplatte;
• 1997:2.400 GB/Tag;
• 2002:8,6 Mio. GB/Tag;
• 2007:172 Millionen GB/Tag, was dem zehnfachen Wert nach fünf Jahren entspricht;
• 2017:4 Milliarden GB/Tag. Die Smartphones, sozialen Netzwerke, Cloud- und Streaming-Videos ließen den Datenverbrauch in den Himmel steigen;
• 2022: 13,02 Milliarden GB/Tag. Angesichts der Tatsache, dass wir derzeit 11 Millionen Filme in HD-Qualität auf einer Festplatte mit einem Exabyte (1 EB = 1 Milliarde GB) speichern könnten, entspricht dies einer Speicherkapazität von 143.220.000 Filmen in HD-Qualität (Quelle: IONOS).

Sie können sich diese beeindruckende Entwicklung in der 3D-Datenvisualisierung mit dem Titel Die Ära der Daten: der Datenverkehr im Internet pro Tag  von Sophie Stenger auf Sketchfab ansehen.

Der Boom des Videos-Streamings

Was ist vor allem für den Datenverbrauch verantwortlich? Das Video-Streaming. Seit 2010 sind Videodienste allgegenwärtig: diese sind überall und jederzeit über ein Smartphone zugänglich. Das Video-Streaming hat die Datensphäre verändert und die weltweit geteilte Datenmenge explodieren lassen. Laut den Prognosen von Cisco entspricht das Datenvolumen, das auf Videos zurückzuführen ist, Ende 2022 240 Exabyte (EB) pro Monat. Dieser führende Posten könnte in den kommenden Jahren durch das Cloud-Gaming ersetzt werden. Hierbei handelt es sich um Streaming-Videospiele.

Vor allem die Streaming-Plattformen wie Netflix und YouTube sind für diesen beeindruckenden Datenverkehr verantwortlich und bekommen seit einiger Zeit Konkurrenz (Prime Video, Disney, Universal sowie TV-Kanäle), was vor allem in Nordamerika zu beobachten ist.

Zwischen 2013 und 2019 wurden die beliebtesten Webplattformen Nordamerikas je nach erzeugtem Datenverkehr eingestuft:

Für einen bewussteren Verbrauch und die digitale Nüchternheit

Der Energieverbrauch durch die Digitaltechnik hat zwischen 2015 und 2020 jährlich um etwa 9 % zugenommen (The Shift Project). Diese Tendenz scheint sich auch weiterhin durchzusetzen, da wir immer mehr digitale Geräte nutzen.

Angesichts dieser Beobachtung erscheint es als eindeutig, den Weg zur digitalen Nüchternheit einzuschlagen, die sich innerhalb der vergangenen Jahre zu einem immer wichtigeren Thema entwickelt hat, um die Umweltauswirkungen durch die Digitaltechnik zu reduzieren. Hierbei gilt ein Grundprinzip: die bewusste und angemessene Nutzung der Digitaltechnik, um den unnützen Datenverbrauch zu vermeiden.

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