Durch die mikroelektronische Forschung und Entwicklung wird in der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) mehr Nachhaltigkeit erreicht, indem kleine Bauteile eine gro\u00dfe Wirkung haben. Die IKT bildet die Grundlage f\u00fcr zahlreiche zukunftstr\u00e4chtige M\u00e4rkte wie K\u00fcnstliche Intelligenz (KI), New Mobility oder Smart Homes. Allerdings nimmt mit der wachsenden Relevanz dieser Industrie auch der CO2-Aussto\u00df zu.<\/p>\n
In einer aktuellen Studie haben die Fachleute des Kompetenzzentrums Green ICT @ FMD Prognosen f\u00fcr den zuk\u00fcnftigen \u00f6kologischen Einfluss der IKT in den Bereichen Rechenzentren, Telekommunikation und Haushalte erstellt. Auf dem MikroSystemTechnik-Kongress 2023 pr\u00e4sentierte Dr. Nils F. Nissen die ersten Erkenntnisse.<\/p>\n
Die IKT spielt eine entscheidende Rolle in unserer digitalen Welt, die sowohl unseren Alltag als auch unsere Arbeitsumgebung durchdringt. Von Smartphones \u00fcber Smart Home-Anwendungen bis hin zu speziellen Sensorsystemen f\u00fcr das Internet der Dinge (IoT) pr\u00e4gen solche Technologien unser Leben und machen es bereichernder und einfacher. Dennoch nimmt der Bedarf zu und dementsprechend auch der Verbrauch von Daten und Energie. Sowohl in der Nutzung als auch in der Herstellung stellen IKT-Produkte eine erhebliche Umweltbelastung dar.<\/p>\n
Um die m\u00f6glichen Einsparpotenziale bei der Produktion und Nutzung von IKT-Komponenten genauer zu untersuchen, f\u00fchrt das Kompetenzzentrum Green ICT @ FMD eine Studie durch. Dieses Zentrum wird vom Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung gef\u00f6rdert und ist auf ressourcenbewusste IKT spezialisiert. Die Studie gibt einen umfassenden \u00dcberblick \u00fcber die IKT in Deutschland. Green ICT @ FMD liefert erste Erkenntnisse \u00fcber zuk\u00fcnftige Einsparpotenziale in der IKT.<\/p>\n
Laut der Studie des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Zuverl\u00e4ssigkeit und Mikrointegration (IZM) wird erwartet, dass die gesamten CO2-\u00e4quivalenten Emissionen durch die Nutzung der IKT bis zum Jahr 2030 auf rund 20 Millionen Tonnen ansteigen werden. Abh\u00e4ngig von der Entwicklung der Gesamtemissionen k\u00f6nnten die Treibhausgasemissionen der IKT im Jahr 2030 voraussichtlich etwa vier Prozent der Gesamtemissionen in Deutschland ausmachen. Die Wissenschaftler haben in der Studie „Carbon Footprint der IKT in Deutschland“ den Aussto\u00df von CO2-\u00c4quivalenten auf Grundlage von vorhandenen Daten sowie den Energieaufwand f\u00fcr die Nutzung und Herstellung der IKT in Deutschland untersucht. Des Weiteren haben sie analysiert, wie die zuk\u00fcnftige Marktentwicklung voraussichtlich die Anzahl der Ger\u00e4te in jedem Prognosejahr beeinflussen wird.<\/p>\n
Durch die Verwendung von Produktdaten zur Leistungsaufnahme und unter Ber\u00fccksichtigung eines festgelegten Nutzungsverhaltens wurde der Stromverbrauch einzelner Produkte in jedem Nutzungsjahr ermittelt. Nachdem ein bestimmter CO2-Emissionsfaktor f\u00fcr den Strommix angenommen wurde, wurde daraufhin die CO2-Intensit\u00e4t der IKT w\u00e4hrend der Nutzungsdauer berechnet. Die Gesamtemissionen einer Produktkategorie setzen sich aus der CO2-Bilanz w\u00e4hrend der Herstellung und weiteren Faktoren zusammen. Um eine umfassende Bewertung durchzuf\u00fchren, werden die j\u00e4hrlich ermittelten Bestandszahlen und spezifische Umweltdaten aus der Betrachtung der Herstellungs- und Nutzungsphasen verwendet, um eine Hochrechnung der Gesamtbilanz zu erstellen. Dabei werden auch Fortschritte in der Technologieentwicklung im Hinblick auf Umweltdaten ber\u00fccksichtigt.<\/p>\n
Gem\u00e4\u00df den vorl\u00e4ufigen Ergebnissen der Studie zeigt sich ein deutlicher Anstieg des Energieverbrauchs ab dem Jahr 2020, der durch das zunehmende Datenvolumen in Telekommunikationsnetzen und die wachsende Anzahl und Auslastung von Rechenzentren verursacht wird. Die Experten prognostizieren im Bereich Haushalt einen leichten Anstieg des Verbrauchs, nachdem dieser bis etwa 2019 stark gesunken war. Bis zum Jahr 2030 wird in den Bereichen Telekommunikation, Rechenzentren und Haushalte voraussichtlich eine Gesamtmenge von \u00fcber 30 Millionen Tonnen CO2-\u00e4quivalenten Treibhausgasen entstehen, was etwa 50 Prozent mehr ist als im Jahr 2021. Die Herstellung der untersuchten IKT wird mit knapp 11 Millionen Tonnen CO2-\u00c4quivalenten ungef\u00e4hr ein Drittel der Emissionen ausmachen, w\u00e4hrend die Nutzung etwa zwei Drittel der Emissionen ausmacht.<\/p>\n
In Zukunft soll die Studie um zus\u00e4tzliche Produkte aus den Bereichen Gewerbe, Handel und Dienstleistungen sowie Geb\u00e4udeautomation und Internet der Dinge erweitert werden. Das Hauptaugenmerk des Kompetenzzentrums Green ICT @ FMD liegt darauf, den Ressourcenverbrauch von Sensor-Edge-Cloud-Systemen, energieeffizienten Kommunikationsinfrastrukturen und ressourcenschonenden Elektronikproduktionsprozessen zu analysieren und darauf aufbauend zu optimieren. Moderne vernetzte IKT-Systeme verf\u00fcgen neben den zentralen Datenverarbeitungsinfrastrukturen (Cloud) \u00fcber zunehmende Kapazit\u00e4ten zur Datensammlung und -verarbeitung am Netzwerkrand (Edge). Dadurch er\u00f6ffnen sich mehr M\u00f6glichkeiten zur Optimierung von Datenverarbeitungs- und -\u00fcbertragungsprozessen zwischen Cloud und Edge, was wiederum den Ressourcenverbrauch bei der Nutzung von IKT minimiert.<\/p>\n
Die Forscher sehen weitere Einsparpotenziale bei der Entwicklung von leistungsstarken Netzwerken wie 5G und 6G sowie bei der Reduzierung der Treibhausgasemissionen w\u00e4hrend der Herstellung von mikroelektronischen Bauteilen. Eine bedeutende Rolle in der Arbeit des Kompetenzzentrums spielt auch die direkte F\u00f6rderung von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) und Start-ups, die Aus- und Weiterbildung von Fachkr\u00e4ften sowie die enge Zusammenarbeit mit allen relevanten Interessengruppen. Beispiele f\u00fcr die breite Palette an Angeboten sind der Green ICT Space, ein Beschleuniger f\u00fcr umweltfreundliche Start-ups und kleine und mittlere Unternehmen, der Green ICT Award f\u00fcr herausragende Abschlussarbeiten im Bereich nachhaltiger IKT, das Green ICT Camp, das ab 2024 f\u00fcr Studierende mit fachlichem Interesse startet, sowie die Vernetzungsveranstaltung Green ICT.<\/p>\n
Das Kompetenzzentrum adressiert mit Zukunftsprognosen, intensiver technologischer Forschung und Entwicklung sowie begleitenden Aktivit\u00e4ten die zentralen Bereiche, die f\u00fcr eine nachhaltige Zukunft der IKT in Deutschland erforderlich sind. Die Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) ist die Hauptanlaufstelle f\u00fcr alle Anliegen im Bereich Mikro- und Nanoelektronik in Deutschland und Europa. Seit 2017 vereint die FMD als eine Zusammenarbeit zwischen dem Fraunhofer-Verbund Mikroelektronik und den Leibniz-Instituten FBH und IHP wissenschaftlich herausragende Technologien und Systeml\u00f6sungen von 13 kooperierenden Instituten der Fraunhofer-Gesellschaft und Leibniz-Gemeinschaft zu einem ma\u00dfgeschneiderten Gesamtangebot. Durch den Zusammenschluss unter dem Dach der FMD wurde der gr\u00f6\u00dfte europaweite Verbund dieser Art geschaffen, der \u00fcber 4.500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie eine einzigartige Vielfalt an Kompetenzen und Infrastruktur verf\u00fcgt.<\/p>\n
Schlagw\u00f6rter: Green ICT + CO2Emissionen + Ressourcenverbrauch<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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