Sustainability
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.
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.
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
D
Maria Fernanda Davila Restrepo
E-Mail: maria.fernanda.davila.restrepo(at)offis.de, Telefon: +49 441 9722-744
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 - 2023D
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 - 2023E
ERIGrid 2.0
European Research Infrastructure supporting Smart Grid Systems Technology Development, Validation and Roll Out
Laufzeit: 2020 - 2024P
Pyrate
Polymorphe Agenten als querschnittliche Softwaretechnologie zur Analyse der Betriebssicherheit cyber-physischer Systeme
Laufzeit: 2019 - 2022R
Publikationen
2021
AI enabled bio waste contamination-scanner
Stahl, F. , Ferdinand, O., Nolle, L., Pehlken, A. and Zielinski, O.; 41. SGAI International Conference on Artificial Intelligence; 12 / 2021
Einsatz von Künstlicher Intelligenz in der Digitalisierung von Abfallverbrennungskraftwerken
Alexandra Pehlken, Patrick Eschemann, Henriette Garmatter, Fabian Cyris, Astrid Nieße; INFORMATIK 2021 - Computer Science & Sustainability; 09 / 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
No more flat tires: Overcoming data defects to achieve supply chain resilience
Alexandra Pehlken, Sabine Baumann; IEEE International Conference on Engineering, Technology and Innovation (ICE/ITMC) 2021; June / 2021
Softwarearchitektur für die Bewertung des Ressourcenbedarfes in Rechenzentren durch ganzheitliche Ressourceneffizienz
Fernando Penaherrera, Alexandra Pehlken, Ralph Hintemann, Simon Hinterholzer, Björn Koch; Informatik 2021; September / 2021
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
More Sustainable Bioenergy by Making Use of Regional Alternative Biomass?
Alexandra Pehlken, Kalle Wulf, Kevin Greksch, Thomas Klenke, Nina Tsydenova; Sustainability; 09 / 2020
The Material Basis of Energy Transitions
Alena Bleicher, Alexandra Pehlken (Eds); 08 / 2020
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
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
