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Nachhaltigkeit

Nachhaltigkeit und IT - passt das zusammen? Digitalisierung kann und wird zukünftig eine große Rolle in der Nachhaltigkeitsforschung spielen.

Mit den wachsenden Erfolgen und dem Erschließen immer neuer Anwendungsgebiete steigt der Ressourcenhunger von digitalen Technologien. Wir stellen uns diesem Effekt und untersuchen IKT auch unter Nachhaltigkeitsaspekten. Zum Beispiel stellen vor allem Simulationen und Prognosen teilweise enorme Anforderungen an Rechenleistungen und benötigen große Mengen an Energie und Ressourcen. Gerade wegen der bedeutsamen Resultate und des Zugriffs von jedem Smartphone wird davon ausgegangen, dass die Nutzung von digitalen Technologien auch in Zukunft extrem zunimmt. Cloudbasierte sowie Blockchain-basierte Anwendungen benötigen viel Rechenleistung, die in Rechenzentren bereitgestellt werden muss, mit der Aussicht auf ansteigender Rechenleistung.

Nachhaltige Entwicklung durch neue Technologien

Neue Technologien gelten als Hauptantrieb und Garant für ein sauberes Wirtschaftswachstum und eine nachhaltige Entwicklung in der Zukunft. Jedoch werden viele in der Materialbasis enthaltene Rohstoffe aufgrund ihrer wirtschaftlichen Bedeutung und ihres Versorgungsrisikos von Kritikalitätsbewertungen als „kritische Rohstoffe“ eingestuft und einige werden wegen schwerwiegender Verletzungen der Menschenrechte oder des humanitären Völkerrechts im Zusammenhang mit ihrer Gewinnung und ihrem Handel sogar als „Konfliktrohstoffe“ eingestuft. Digitale Technologen können hier zwar helfen z. B. die Herkunft zu dokumentieren und zurück zu verfolgen und eventuelle Konflikte in der Zukunft unterbinden, dennoch wird es nicht dazu führen, dass weniger Rohstoffe verbraucht werden.

Circular Economy Strategie

Unbestreitbar sind zum Beispiel auch Technologien der künstlichen Intelligenz (KI) längst zum Alltag geworden, vom Wohnzimmer mit Amazon Alexa über die Cloud-Dienste von Google, Microsoft, Amazon, Baidu und Alibaba bis hin zum Einsatz in kritischen Infrastrukturen wie zum effizienten und nachhaltigen Energienetzmanagement. Das heißt nun aber auch, dass das System ganzheitlich über mehrere Lebenszyklusphasen betrachtet werden muss und lehnt sich somit an die Circular Economy Strategie an.

© Shutterstock / petovarga

Die „Circular Economy Strategie“ der Europäischen Kommission hat das Bewusstsein für eine nachhaltige Ressourcennutzung im Wirtschaft und Gesellschaft weiter geschärft. Politische Maßnahmen zielen darauf ab, die Umweltauswirkungen von Altprodukten zu verringern oder negative Einflüsse in der Wertschöpfungskette zu reduzieren, z. B. beim Handel mit Konfliktmineralien (EU-Verordnung zur Erfüllung der Sorgfaltspflichten in der Lieferkette von sogenannten „Konfliktrohstoffen“). In Bezug auf Produkte am Ende ihres Lebenszyklus konzentriert sich die Abfallhierarchie auf die Wiederverwendung und das Recycling als bevorzugte Strategien gegenüber der Verwertung bzw. den Deponien. Ganz im Sinne der Kreislaufwirtschaft sollte es sein, digitale Technologien zu verwenden, um mehr Rohstoffe, bzw. Produkte wiederzuverwenden, aufzubereiten und als Gebrauchtteil länger zu nutzen. Dies ist keineswegs nur auf den Bereich der Konsumgüter beschränkt, sondern greift auch in den Bereich der nachhaltigen Mobilität (z. B. Rohstoffe für Batterietechnologien und dessen Recycling) und in den Bereich der Erneuerbare Energien (z. B. Anteil von kritischen Rohstoffen in Erneuerbare Energietechnologien und dessen Wiedergewinnung).

OFFIS befasst sich daher sowohl damit, digitale Technologien für den Umwelt-und Gesundheitsschutz einzusetzen als auch mit der verbesserten Effizienz der Technologie (Green IT) selber.

Nachhaltigkeitsziele

Auf globaler Ebene spielen daher die 17 Nachhaltigkeitsziele, publiziert von den Vereinten Nationen, eine große Rolle. Die Agenda 2030 der Vereinten Nationen ist Ausdruck einer neuen Qualität der Politik: Alles soll mit Blick auf eine nachhaltige Entwicklung überlegt und angegangen werden. Die Agenda gilt - anders als frühere Programme zur nachhaltigen Entwicklung – gleichermaßen für Industrieländer, Schwellen- und Entwicklungsländer. Diese 17 Nachhaltigkeitsziele wurden daher auch in die Strategie der Bundesregierung übernommen. Der Wissenschaftliche Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen hat dazu ein Gutachten über „Unsere gemeinsame digitale Zukunft“ herausgegeben und konkrete Forschungsempfehlungen im Kontext der nachhaltigen Digitalisierung ausgesprochen, beziehungsweise bittet aktuell um offene Stellungnahme auf internationaler Ebene.

Auch das OFFIS richtet seine Forschung nach den 17 Nachhaltigkeitszielen wie bspw. Gesundheit und Wohlergehen, hochwertige Bildung, bezahlbare und saubere Energie oder nachhaltige Städte und Gemeinden aus. Auch nachhaltiger Konsum und nachhaltige Produktion werden in Zukunft mehr Beachtung finden.

Quelle: UN
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Ansprechpartner

Dr. Ing. Alexandra Pehlken
Dr. Ing.
Alexandra Pehlken

Prof. Dr. techn. Susanne Boll-Westermann
Prof. Dr. techn.
Susanne Boll-Westermann

Personen

B

Prof. Dr. techn. Susanne Boll-Westermann

E-Mail: susanne.boll(at)informatik.uni-oldenburg.de, Telefon: +49 441 9722-213, Raum: O 47

P

Dr. Ing. Alexandra Pehlken

E-Mail: alexandra.pehlken(at)offis.de, Telefon: +49 441 9722-712, Raum: O90

Projekte

A

AVKVIN

Abfallverbrennungskessel 4.0 - Digitalisierung und ganzheitliche Betriebscharakterisierung von Dampferzeugern in Abfallverbrennungskraftwerken

Laufzeit: 2020 - 2023

D

dashPORT

Port Energy Management Dashboard: Digitale Leitwarte zur Analyse und Steuerung von Energieflüssen in Häfen

Laufzeit: 2019 - 2022

DigiSchwein

Cross Innovation und Digitalisierung in der tiergerechten Schweinehaltung unter Berücksichtigung des Ressourcenschutzes

Laufzeit: 2020 - 2023

E

EASE

KI-basierte Assistenz für forensische Ermittlungen auf See

Laufzeit: 2019 - 2022

ENaQ

Energetisches Nachbarschaftsquartier Fliegerhorst Oldenburg

Laufzeit: 2018 - 2022

ENSURE Phase 2

Neue EnergieNetzStruktURen für die Energiewende (Phase 2)

Laufzeit: 2020 - 2023

ERIGrid 2.0

European Research Infrastructure supporting Smart Grid Systems Technology Development, Validation and Roll Out

Laufzeit: 2020 - 2024

F

FRESH

Flexibilitätsmanagement und Regelenergiebereitstellung von Schwerlastfahrzeugen im Hafen

Laufzeit: 2019 - 2021

K

KI-Delta Learning

Erweiterung und Anpassung bestehender KI-Module autonomer Fahrzeuge

Laufzeit: 2020 - 2022

P

PIZ

Pflegeinnovationszentrum

Laufzeit: 2017 - 2022

Alle Projekte aus dem Competence Cluster Nachhaltigkeit

Publikationen

2021

Influence of Material Selection and Product Design on Automotive Vehicle Recyclability

Xiaohui He, Dongmei Su, Wenchao Cai, Alexandra Pehlken, Guofang Zhang, Aimin Wang, Jinsheng Xiao ; Sustainability; 03 / 2021

URL DOI BIB

2020

Impacts of life cycle inventory databases on life cycle assessments: A review by means of a drivetrain case study

Matthias Kalverkamp, Eckard Helmers, Alexandra Pehlken; Journal of Cleaner Production; 10 / 2020

URL DOI BIB
More Sustainable Bioenergy by Making Use of Regional Alternative Biomass?

Alexandra Pehlken, Kalle Wulf, Kevin Greksch, Thomas Klenke, Nina Tsydenova; Sustainability; 09 / 2020

URL DOI BIB
The Material Basis of Energy Transitions

Alena Bleicher, Alexandra Pehlken (Eds); 08 / 2020

URL DOI BIB
Urban Mining: Applying Digital Twins for Sustainable Product Cascade Use

Prof. Dr. Sabine Baumann, Dr. Alexandra Pehlken; 2020 IEEE International Conference on Engineering, Technology and Innovation (ICE/ITMC); 09 / 2020

URL DOI BIB

2019

An Adaptive Load Voltage Support Control Strategy for Inverter-based Renewable Energy Conversion System

Mahdi Shahparasti, Payam Teimourzadeh Baboli; Journal of Operation and Automation in Power Engineering; 10 / 2019

URL DOI BIB
Assessment of Reusability of Used Car Part Components with Support of Decision Tool RAUPE

Pehlken, A.; Kalverkamp, M.; Koch, B.; 2019

URL DOI BIB
Gebrauchte Autoteile im Kreislauf

Pehlken, Alexandra; UmweltMagazin; 06 / 2019

URL BIB
Reuse, Recycling and Recovery of End-of-Life new energy vehicles in China

Han, W., Shi, Y., Pehlken, A., Zhang G., Sui, P-C., Xiao, J; Cascade Use in Technologies - Internationale Konferenz zur Kaskadennutzung und Kreislaufwirtschaft – Oldenburg 2018; 2019

URL BIB
Visual similarity to aid alternative-use concept generation for retired wind-turbine blades

E. Kwon, A. Pehlken, K.-D. Thoben, A. Bazylak, L.H. Shu; Journal of Mechanical Design; 03 / 2019

URL DOI BIB
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