Digitalisierung: Der unterschätzte Treiber für eine bessere Welt

Digitalisierung: Der unterschätzte Treiber für eine bessere Welt

von Eike Wenzel

Sensoren, Software und Vernetzung treiben die Energiewende voran – sie sind der Start für eine Technologierevolution.

Eike Wenzel gilt als einer der renommiertesten deutschen Trend- und Zukunftsforscher und hat sich als erster deutscher Wissenschaftler mit den LOHAS (Lifestyle of Health and Sustainability) beschäftigt. An dieser Stelle schreibt er darüber, wie die Digitalisierung einen nachhaltigeren Umgang mit Ressourcen ermöglichen kann.

Nachhaltigkeit ist gar nicht so einfach. In San Francisco, einer der Ökohauptstädte dieser Welt, verschärft das fröhliche Wuchern der für gewöhnlich als besonders grün gepriesenen Urban-Gardening-Bewegung derzeit die Immobilienkrise. Das Beispiel des Limousinendienstes Uber zeigt, dass sich das durch die Internet-Communities kultivierte Teilen, Weitergeben, Teilzeit- und Kollektivnutzen von Dingen und Dienstleistungen auch als brachialkapitalistisches Teufelszeug erweisen könnte. Und ist der Carsharing-Hype nicht zumindest fragwürdig, wenn immer mehr Freefloating-Autos unsere Innenstädte verstopfen und dem ÖPNV Kunden abspenstig machen?

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Diese Beispiele zeigen: Eine neue Wertschöpfungskultur jenseits von Gier, Haben und chiquen Skalierungseffekten ist offenbar kein Kinderspiel.

Nachhaltigkeit ist eine Dilemma-Praxis, ein permanentes Hantieren mit Widersprüchen und doppelten Böden. Das Millionenheer der politisch Unkorrekten spielt seit Jahren das Spiel mit der strukturellen Unmöglichkeit, „die eine unbezweifelbar gute Tat“ für unsere Umwelt zu tun. Dabei kommt bei deren Beckmesserei nur Zynismus heraus – und die Feigheit vor der eigenen Verantwortung.

Am Ende der Gewissheiten

Jedem halbwegs aufgeklärten Menschen müsste seit Beginn des 21. Jahrhunderts klar sein, dass es keine Gewissheiten mehr gibt, schon gar nicht auf dem Weg in eine neue Energie-Zukunft.

In den vergangenen rund zehn Jahren haben wir sehr viel erreicht: Spitzentechnologien lassen sich – wie noch niemals zuvor in der Menschheitsgeschichte – im Sinne höherer Effizienz und eines gebremsten Ressourcenverbrauchs einsetzen. Wirkliche Zukunftstechnologien werden in den kommenden Jahren vor allem ökologische Technologien sein, oder sie werden sich das Label „Zukunft“ nicht verdienen.

Allerdings war das Business auf den Energiemärkten schon immer in hohem Maße technologiegetrieben. In einer Gesellschaft, die sich als aufgeklärt und demokratisch versteht, müssen jedoch immer Chancen und Zumutbarkeit des Technologieeinsatzes abgewogen werden. Wir haben, mit anderen Worten, das Recht und die Pflicht, über die Gestaltung der Energie- und Mobilitätswende mit zu entscheiden. Wir als Gesellschaft müssen die Entscheidung über den bestmöglichen Technologieeinsatz fällen.

Dass wir eine drohende Klimakatastrophe verhindern wollen und dies auf Basis eines nachhaltigen Energiemarktes, gilt auf internationaler Ebene nach wie vor als verabredet. Doch ohne den Einsatz neuester Technologien wird uns das nicht gelingen.

Digitalisierung als Ermöglicher der Energiewende

Deshalb müssen wir umso mehr verantwortlich handeln. Das bedeutet aus meiner Sicht, dass wir dazu verpflichtet sind, in neue Technologien zu investieren. Angesichts der immensen Herausforderungen, die Klimawandel und Energiewende an unser Wirtschafts- und Sozialsystem stellen, gehört es zu einem verantwortungsvollen, zukunftsoffenen Handeln, dass wir Technologie grundsätzlich als herausragende menschliche Errungenschaften und als Werkzeuge ansehen.

Zu diesen Werkzeugen gehören definitiv auch die Segnungen der Digitalisierung.

Die Digitalisierung wird alle Prozesse in unserer Wirtschaft transformieren, das steht seit längerer Zeit fest. Das Vertrackte an solch einflussreichen Megatrends wie demografischer Wandel, Energiewende und eben auch der Digitalisierung ist, dass man sich ihnen nicht entziehen kann.

Wir können für eine gewisse Schonfrist die Realität des Megatrends Digitalisierung verleugnen, aber dann schlägt er umso unbarmherziger zurück, indem er uns zu Nachzüglern eines Prozesses macht, der schlechterdings nicht aufzuhalten ist.

Die Unternehmensberatung CapGemini hat zusammen mit dem Massachusetts Institut of Technology (MIT) ausgerechnet (hier als PDF), dass Unternehmen, die sich bereits digital etabliert haben, einen um neun Prozent höheren Umsatz (gemessen am Kapitaleinsatz sowie bezogen auf die Zahl an beschäftigten Mitarbeitern) erzielen und einen 26 Prozent höheren Gewinn ausweisen. Digitalisierte Unternehmen sind dadurch deutlich mehr wert als traditionelle, nämlich zwölf Prozent.

Wir lernen daraus: Digitalisierung ist ein Wachstumsfaktor – ohne brachial mehr Ressourcen zu verbrauchen. So geht Nachhaltigkeit im 21. Jahrhundert.

Vom Verbraucher geliebt – für Zukunftsindustrien ein Muss

Für den Verbraucher hat die Digitalisierung ihren umwerfenden Charme längst entfaltet: Durch die Herrschaft der Bits und Bites lassen sich immer mehr unserer Alltagsverrichtungen dezentral, raum- und zeitunabhängig abwickeln. Ob lebenswichtige Spezialdienstleistungen wie eine Dialyse vor Ort beim Patienten oder der Spaß dabei, überall und immer den nächsten Urlaub zu buchen - das Smartphone (der digitale Generalschlüssel für die Zukunftsmärkte des 21. Jahrhunderts) macht es möglich.

Klar sollte uns allen mittlerweile auch sein, dass wir auch substanzielle Trends wie Elektroautos und CO2-gedrosselte Großstädte nicht aufhalten können. Wir könnten uns noch eine Weile dumm stellen („Was das alles kostet...“), wir werden jedoch die Entwicklung unserer Industrien in diese Richtung nicht aufhalten können, es sei denn wir schaffen uns ein Modernisierungs-Nirwana wie Nordkorea oder wie es sich Wladimir Putin offenbar auf seine rotbraunen Fahnen geschrieben hat.

Die Digitalisierung hat für unsere Energiepolitik und für die Lösung epochaler Mobilitäts- und Infrastrukturaufgaben bahnbrechende Konsequenzen. In meiner letzten Kolumne habe ich am Beispiel der Überlegungen des Zukunftsforschers Jeremy Rifkin zu zeigen versucht, wie sich durch die Verknüpfung der Megatrends Energiewende 2.0 und Digitalisierung ein enormes Feuerwerk der Produktivität entzünden ließe.

Mit digitaler Transformation meine ich nicht, dass sich „irgendwie ein bisschen“ was ändern wird. Digitalisierung des Umwelt- und Energiemarktes bedeutet nicht nur, dass noch mehr Computer in die Büros der Energieversorger kommen. Digitalisierung bedeutet, dass für die meisten Unternehmen durch die - salopp gesagt: „Softwareisierung des Energiesystems“ – neue Geschäftsmodelle entwickelt werden müssen, die dem Wandel Rechnung tragen.

Einige Beispiele hierfür:

1. Mehrwertdienste in der Cloud - Ein digitaler Energiemarktplatz

Wie es so schön heißt, hat die digitale Zukunft bereits begonnen. Wir müssen ihr jetzt nur schleunigst eine Richtung geben. Mit dem Projekt einer PeerEnergyCloud beispielsweise wird die dezentrale Energienutzung zum Kinderspiel.

Strom wird nicht mehr ausschließlich zentral gesteuert und entsprechend dem aktuellen Energieverbrauch bereitgestellt. Verbraucher und lokale Erzeuger schließen sich in einem so genannten Smart-Micro-Grid zusammen und etablieren einen virtuellen Marktplatz für den lokalen Stromhandel.

Dieser digital gesteuerte Marktplatz ermöglicht einen lokalen Ausgleich zwischen Erzeugung und Verbrauch von Elektrizität innerhalb eines Subnetzes, wodurch – weiterer Vorteil – übergeordnete Netzebenen entlastet werden. Die Netzstabilität steigt, während die Notwendigkeit sinkt, die überregionalen Stromnetze mit hohen Kosten auszubauen.

Eine konsequent vorangetriebene Digitalisierung könnte hier und bei ähnlichen Innovationen die lernenden Maschinen in die Energiedebatte einführen; lernende Maschinen, wie wir sie mittlerweile in Gestalt von IBMs Watson kennen, einem selbstlernenden Superrechner, der in den USA vor Jahren in der Quizsendung “Jeopardy“ gegen menschliche Kontrahenten gewonnen hat.

Auf Basis dieser selbstlernenden Technologien würden in unserem hochkomplexen Energienetz beispielsweise feingranulare Vorhersagen von Lastprofilen möglich, so dass signifikant weniger Reibungsverluste die Folge wären. Schon jetzt liefert das Projekt der PeerEnergyCloud einen echtzeitfähigen Massendatenspeicher mit Zugangskontrolle und Nutzungsprofilen, so dass wir tatsächlich von einem Internet der Energie sprechen können.

2. Die Digitalisierung des Energiemarktes bedeutet eine Vervielfachung der Energieeffizienz

Selbstredend wird die Digitalisierung den Energiemarkt auf ein neues Produktivitätsniveau heben. Aber sie wird noch weit darüber hinaus gehen. Digitalisierung wird den Immobilienmarkt in den kommenden Jahren massiv verändern. Nehmen wir nur das Beispiel der viel beschworenen (und bislang so bestürzend erfolglosen) Smart Homes.

Die intelligenten eigenen vier Wände wurden bislang als kommende Endstufe der innerhäuslichen Bequemlichkeit verstanden: Nie mehr putzen und saugen, macht alles der Roboter, und der smarte Kühlschrank füllt sich von selbst. Für die ökologisch bewussten Zeitgenossen, das stellt sich seit gut zwei Jahren heraus, ist es jedoch ungleich interessanter, durch Digitaltechnologie die Ökoeffizienz des eigenen Hauses zu optimieren.

Das US-Unternehmen Nest, das Anfang des Jahres für 3,5 Milliarden US-Dollar von Google gekauft wurde, liefert ein intelligentes Thermostat, das sich den Nutzungsweisen und Ökobedürfnissen der Bewohner anpasst. Jetzt schießen neue Unternehmen aus dem Boden wie das Startup Tado aus München, das intelligente Heizungssteuerung anbietet, und machen aus dem drögen futuristischen Thema des intelligenten Wohnens einen substanziellen Zukunftstrend.

Die Berater von Deloitte erwarten (hier deren Studie als PDF), dass bis 2017 in Europa allein 1,6 Milliarden Euro in die intelligente Energie der smarten Häuser investiert werden (2012: 618 Millionen Euro).

3. Interkonnektivität macht den Energiemarkt supereffizient

Wo Ressourcen immer knapper und teurer werden, kommt es darauf an, Prozesse zu gestalten, die um ein Vielfaches intelligenter ablaufen als bislang. Die Chance dazu besteht und verklausuliert sich einstweilen noch hinter der epochalen Floskel des Internets der Dinge. In den nächsten Jahren kommt es darauf an, genauestens auszubuchstabieren, welche Rolle immer intelligentere Computer, neue Software-Architekturen und so etwas Banales wie Sensoren tatsächlich bei der Energiewende spielen können.

Die Erwartungen sind immens. So gehen die McKinsey-Berater Stefan Heck und Matt Rogers davon aus, dass die „Softwareisierung“ der Energienetze schon in den kommenden Jahren zu einer 50-prozentigen Effizienzsteigerung der Stromnetze führen wird und fossile Energieträger dabei eine immer geringere Rolle spielen werden. Als Belohnung locken erhebliche CO2-Reduktionen und eine geldwerte Energieeffizienz.

4. Digitalisierte Windparks heben die Technologie auf ein neues Niveau

Die Generatoren in Windparks werden in der Regel mit gehörigen Abständen aufgestellt, um den Einfluss von Turbulenzen auf benachbarte Windräder gering zu halten. Doch durch den Kurzzeitspeicher neuerer Anlagen richten Turbulenzen praktisch keinen Schaden mehr an, da Schwankungen umgehend ausgeglichen werden.

Deshalb können beispielsweise die neuen Windmühlen von General Electric näher aneinander gebaut werden. Die Flügel der Anlagen sind so geformt, dass sie sich selbst bei Schwachwind noch drehen. Das alles soll die Windausbeute um beachtliche 15 Prozent erhöhen, behauptet General Electric.

Auch hier greift mittlerweile Big Data ein: Damit die Netzbetreiber die Strommenge, die zu einem bestimmten Zeitpunkt produziert wird, besser einschätzen können, wird jedes Windrad mit Daten der Wetterprognose versorgt. So weiß der Bordcomputer viele Stunden im Voraus, wie die Stromproduktion verlaufen wird.

Windkraftanlagen nutzen mittlerweile intensiv Big-Data-Software, unter anderem von IBM. Vestas aus Dänemark, Windkraftpionier und seit Jahren einer der Weltmarktführer beim Bau von Windparks, profitiert schon seit längerem von der Digitalisierung seiner Windmühlentechnologie.

Wind ist ein instabiler Energieträger und um aus der fluktuierenden Windenergie für die Kunden ein Geschäft zu machen, muss Vestas mit einer Unmenge an Informationen umgehen. Minutiöse Datenanalysen haben Vestas dabei gelehrt, dass es nicht unbedingt dort, wo der Wind am stärksten weht, am sinnvollsten ist, Windkraftanlagen aufzustellen. Klar ist für Vestas jedoch schon seit langer Zeit: Nur wer die Produktion von Strom durch Windkraft mit modernsten Technologien und auf Basis präziser Daten betreibt, bleibt auf dem Zukunftsmarkt der alternativen Energien konkurrenzfähig.

5. Sensorik: Intelligente Fühler machen Brücken künftig zu stolzen Nachhaltigkeits-Monumenten

Im Zuge von Digitalisierung und dem Internet der Dinge macht sich gerade ein Boom auf dem Gebiet der gar nicht so banalen Sensoren bemerkbar. Für die künftige Maschinenkommunikation sind smarte Sensoren unverzichtbar. Und idealerweise sind diese siliziumbasierten Intelligenzbestien mit viel Eigenständigkeit als autonome Systeme ausgestattet (MEMS = Mikro-Elektro-Mechanische Systeme, die aus Sensoren und Halbleitern bestehen), so dass sie schon heute eine hübsche Nachhaltigkeits-Dividende abwerfen.

Brücken lassen sich durch intelligente Sensorik ungleich besser in ihrem Schwingungsverhalten beobachten und der Lebenszyklus deutlich verlängern. Dafür werden neuerdings Sensoren an den Steinkolossen angebracht, die in eine Smartphone-Hülle passen, aber sehr genau die Bewegungen der Brücke registrieren. Der Nachhaltigkeitseffekt: Jedes hinzugewonnene Jahr einer funktionierenden Brücke bringt dem Steuerzahler eine Ersparnis von 100.000 bis 200.000 US-Dollar. Allein in Deutschland müssen aktuell 6000 von insgesamt 39000 laut FAZ substanziellen Restaurierungsmaßnahmen unterzogen werden.

Digitalisierung auf allen Ebenen

Die digitale Revolution wird sich in den kommenden Jahren auch im Kleinen abspielen. Es sind nicht nur die viel beschworenen „disruptiven Innovationen“ (technologische Quantensprünge, die das Geschäftsmodell ganzer Branchen auf den Kopf stellen). Es wird gerade in der Sensorik kleine, nahezu unmerkliche Innovationen geben, die die Energiewende voranbringen.

Unzählige Sensoren werden dazu kommen. Vibrationssensoren beispielsweise, die schwere elektromechanische Teile an Motoren einfach überflüssig machen. Ein einziges, 150 Gramm leichtes Sensorsystem außen an einem PKW-Motor wird künftig genügen, um alle Zylinder zu überwachen und die Einspritzanlage zu steuern. Für Energieeinsparung und mehr Komfort im Haushalt wird ein intelligentes Heizkörperventil sorgen. Das vollkommen autarke Ventil versorgt sich selbst mit Strom, dank eines kleinen thermoelektrischen Generators.

Die Analyse der aktuellen Entwicklungen zeigt deutlich: Zukunft passiert und die Digitalisierung wird die Geschäftsmodelle auf dem Energiemarkt ein weiteres Mal zum Tanzen bringen. Wir brauchen jetzt den Aufbruch in die digitale Ära – dann klappt es auch mit der Energiewende.

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Unter diesem Link finden Sie alle Kolumnen von Eike Wenzel auf WiWo Green

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