- Energie199 Mio. T CO2
- Mobilität146 Mio. T CO2
- Gebäude102 Mio. T CO2
- Landwirtschaft52 Mio. T CO2
Quelle: Umweltbundesamt 2023
Laut Klimaschutzgesetz soll Deutschland bis 2045 klimaneutral sein. Bereits bis 2030 müssen die Emissionen um 65 Prozent gegenüber 1990 sinken. Wie kann das gelingen?
Die Erzeugung von Strom und Fernwärme in öffentlichen Kraftwerken und die Herstellung von Kohle- und Mineralölprodukten sind für mehr als ein Drittel der CO2-Emissionen in Deutschland verantwortlich. Zudem ist davon auszugehen, dass der Stromverbrauch durch die Zunahme von KI-Anwendungen und Elektromobilität in den nächsten Jahren weiter steigt.
Durch eine gelungene Energiewende hat sich im Jahr 2045 der Anteil an erneuerbaren Energien auf 100 Prozent erhöht, während der Stromverbrauch insgesamt gesunken ist. Neben dem Ausbau von Wind- und Sonnenenergie und weiteren erneuerbaren Energiequellen sind viele neue Speichertechnologien hinzugekommen. Die dezentralen Netze werden intelligent gesteuert.
Der Verkehrssektor ist einer der größten Verursacher von CO2-Emissionen in Deutschland. Er trägt zu rund 20 Prozent der Emissionen bei. Hauptverantwortlich für die Emissionen sind mit fossilen Brennstoffen betriebene Pkw und Lkw. Diese sorgen nicht nur für hohe CO2-Emissionen, sondern auch für Luftverschmutzung, Lärm und einen hohen Flächenverbrauch.
In der klimaneutralen Stadt der Zukunft sind Verbrenner und Privat-Pkw durch einen optimierten ÖPNV, eine komfortable Fahrrad-Infrastruktur, elektrifizierte Sharing-Flotten und eine intelligente Logistik größtenteils überflüssig geworden. Auch auf dem Land steht mit Bussen, Zügen, On-Demand-Fahrzeugen und autonomen Kleinbussen ein komfortabler Nahverkehr zur Verfügung.
Von der Bauphase über den Betrieb bis zur Entsorgung – über ihren gesamten Lebenszyklus sind Gebäude echte CO2-Schwergewichte. Werden alle Emissionen mit eingerechnet, hat der Sektor einen Anteil von 40 Prozent an den CO2-Emissionen in Deutschland.
Durch einen Fokus auf die Sanierung und den ressourcenschonenden Betrieb bestehender Gebäude ist es gelungen, den Gebäudesektor bis 2040 zu dekarbonisieren. Im Neubau wird auf energieeffiziente Bauweisen und kreislauffähige Materialien geachtet. Sämtliche Gebäude werden mit erneuerbaren Energien beheizt und gekühlt.
Die Landwirtschaft trägt zu den hohen CO2-Emissionen bei. Zudem schwächen der Einsatz von Pestiziden und fehlende Schutzzonen viele Arten. Monokulturen und Überdüngung laugen die Böden aus. Gleichzeitig ist die Landwirtschaft stark von den Auswirkungen des Klimawandels und des Arten- und Biodiversitätsverlust betroffen.
In der Landwirtschaft der Zukunft wurde die Tierindustrie deutlich reduziert, um CO2-Emissionen zu senken. Innerhalb einer kleinteiligen, vielfältigen Landwirtschaft bleiben Biodiversitätshotspots erhalten. Viele Tiere, Pflanzen und die Böden haben sich durch den ökologischen Anbau und einen beschränkten Düngemittel- und Pestizideinsatz erholt.
Die Digitalisierung stellt können in verschiedenen Bereichen der Energie-, Mobilitäts-, Gebäude- und Agrarwende eine wirkungsvolle Unterstützung sein. Allerdings haben auch die digitalen Technologien negative Umwelteffekte: Die Herstellung und der Betrieb der Geräte und Infrastrukturen ist energie- und ressourcenintensiv. Hier findest du wesentliche Stellschrauben für eine nachhaltige Digitalisierung.
Die Herstellung der Geräte hat den größten Anteil an den hohen CO2-Emissionen der Digitalisierung. Daher gilt es, den Energie- und Ressourcenverbrauch in der Produktion gering zu halten, zum Beispiel durch die Verwendung nachhaltiger Materialien, ein verbessertes Recycling und eine Kreislaufwirtschaft. Gelingen kann dies u. a. durch ein konsequentes Ökodesign. Außerdem sollten faire Arbeitsbedingungen in der Lieferkette eingehalten werden.
Die Programmierung und der Betrieb von Software benötigt Rechenkapazitäten und damit Energie. Insbesondere das Training von KI-basierten Anwendungen ist enorm energieintensiv. Energieeffiziente Anwendungen, freie Lizenzen und ein datensparsames Training helfen, Emissionen zu reduzieren.
Vom Versenden einer E-Mail über die Nutzung von Cloud-Services und Apps – jede digitale „Aktion“ wird auf Servern in Rechenzentren verarbeitet. Viele der neueren Mega-Rechenzentren benötigen mehr Strom als eine Großstadt. Damit sind Rechenzentren schon heute für ähnlich hohe CO2-Emissionen wie die Flugindustrie verantwortlich. Immer problematischer wird auch der Wasserbedarf und der Flächenverbrauch der Data Center (vgl. Borderstep Institut). Lösungen sind ein Betrieb mit 100 Prozent erneuerbaren Energien, die Nutzung der Abwärme und die Verwendung von Grauwasser. Nutzer*innen können schon jetzt grüne Rechenzentren wählen.
Open-Source- und Open-Data-Lösungen können Innovationen fördern, da alle von Weiterentwicklungen profitieren und Wissen geteilt wird. Gleichzeitig müssen so weniger Ressourcen für die Entwicklung neuer Anwendungen aufgewendet werden.
Ein umfassender Schutz der Daten sollte garantieren, dass nur wirklich notwendige Daten erhoben, übermittelt und gespeichert werden. Datensparsamkeit bzw. Datensuffizienz hat noch einen zusätzlichen Effekt: Die Anwendungen sind energieeffizienter, da Datenspeicherung und -transfer Energie verbrauchen.
Angesichts des enormen CO2-Fußabdrucks der Digitalisierung gilt es maßvoll zu digitalisieren und den tatsächlichen Impact gegen den Ressourceneinsatz abzuwägen: „Spart eine Anwendung mehr Emissionen als sie verursacht?“, ist die entscheidende Frage aus Nachhaltigkeitsperspektive. Dies ist umso wichtiger für energieintensive KI-Anwendungen.
Es ist noch nicht zu spät, um bis 2045 die Klimaziele zu erreichen. Umso wichtiger ist es daher, dass digitale Lösungen mit all ihren Chancen und Herausforderungen kommuniziert, weiterentwickelt und wirkungsvoll eingesetzt werden.
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Dieses Informationsangebot ist Teil einer Projektförderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU).