IoT & Sustainability Warum es sich für Unternehmen lohnt, sich mit ihrer Nachhaltigkeit auseinanderzusetzen

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Noch ein Artikel, der uns erklärt, wie wichtig und aktuell Nachhaltigkeit ist? Nicht ganz –die hier beschriebenen konkreten Ansatzpunkte erlauben es Unternehmen mithilfe neuer Technologien wie (A)IoT ihre Nachhaltigkeitsziele effektiv und effizient umzusetzen.

Laut einer Studie des Marktforschungsinstituts IoT Analytics im Rahmen der Hannover Messe 2022 ist Nachhaltigkeit der am schnellsten wachsende Technologietreiber der letzten drei Jahre. Das zeigt, dass sich immer mehr Firmen aktiv mit diesem Trend auseinandersetzen und Strategien und Technologien entwickeln, um Ressourcen zu schonen, die Umwelt zu schützen und den Klimawandel zu bekämpfen.

Nachhaltigkeit ist das Gleichgewicht von drei Säulen: Wirtschaft, Soziales und Ökologie. Sind die Säulen in Balance, handeln wir nachhaltig. Im Jahr 2023 ist noch immer ein größeres Augenmerk auf das Erreichen von wirtschaftlichen Zielen zulasten der beiden anderen Säulen gerichtet.

Die Weltgemeinschaft hat sich mit 17 Sustainability Goals innerhalb der Agenda 2030 ambitionierte Ziele gesetzt: weltweit ein menschenwürdiges Leben ermöglichen und dabei gleichzeitig die natürlichen Lebensgrundlagen dauerhaft bewahren. Es ist nun an Regierungen, der Privatwirtschaft und Einzelpersonen, diesen Plan gemeinschaftlich voranzutreiben. Erste Unternehmen haben begonnen, sich neben allgemeinen Sustainability-Strategien und ersten Initiativen mit konkreten Umsetzungsbeschleunigern zu beschäftigen. Im Bereich Social Entrepreneurship treiben immer mehr Start-ups nachhaltige Innovationen voran. Auch wenn gesellschaftlich und privatwirtschaftlich ein zunehmendes Bewusstsein sowie eine verstärkte Motivation für nachhaltiges Handeln und Wirtschaften beobachtbar ist, so ist aus Unternehmenssicht Nachhaltigkeit in den meisten Fällen kein Selbstzweck, sondern geht mit positiven Effekten auf Mitarbeiterloyalität, Markenimage und Umsatz einher. Nachhaltigkeitsbestrebungen von Unternehmen, die primär zu PR-Zwecken und damit dem Greenwashing verwendet werden, bewirken dagegen oftmals das genaue Gegenteil.

Sustainability und IoT in Digitalstrategie integrieren

Betrachtet man nun diesen globalen Trend zu mehr Nachhaltigkeit, stellt sich unweigerlich die Frage, wie ein solcher Wandel im Detail aussehen kann und wie jedes Unternehmen und jedes Individuum dabei mitwirken kann. Zeitgleich befinden wir uns inmitten der digitalen Transformation, die eine Vielzahl von Lebensbereichen erfasst, von der Wirtschaft über die Politik bis hin zu unserem täglichen Leben.

Wie lassen sich Nachhaltigkeit und Digitalisierung miteinander vereinbaren? Auf der einen Seite ist die Digitalisierung ein Wegbereiter und Beschleuniger für die Erreichung von Nachhaltigkeitszielen. Nur wenn beispielsweise der Energieverbrauch, verschiedene In- und Output-Größen und viele andere Zustandsparameter mithilfe von Sensoren gemessen und mithilfe komplexer Algorithmen analysiert werden, können diese anschließend oder kontinuierlich gezielt optimiert werden. Die vielen unterschiedlichen Technologien des Internet der Dinge sind hierbei die grundlegenden Treiber hinter dieser Logik. Die Kehrseite der Digitalisierung ist im Hinblick auf die Nachhaltigkeitsziele der weltweit steigende Energie- und Ressourcenverbrauch für den Aufbau und Betrieb der IT-Infrastruktur. Der sinnvolle und ökologisch nachhaltige Umgang mit den Technologien muss also gesamtheitlich betrachtet werden und in die strategischen Überlegungen mit einfließen.

Nachhaltigkeit und Machine Learning

Warum Künstliche Intelligenz und Automation die Schlüssel zu mehr Nachhaltigkeit für Unternehmen sind

Technologische Revolutionen werden oftmals als Ursache für die großen Herausforderungen hinsichtlich Klimaschutz, Umweltschutz und Bewahrung des Naturkapitals sowie sozialer Gerechtigkeit genannt. Entscheidend ist jedoch vielmehr der Umgang mit neuen Technologien. Dies wiederum bedeutet, dass es in unserer Hand liegt, wie wir technologischen Fortschritt nutzen und so einen entscheidenden Anteil daran haben, wie wir unsere Umwelt schützen.

Vor dem Hintergrund der 5 P der Agenda 2030 – People, Planet, Prosperity, Peace, Partnership – und den dort formulierten Zielen ist leicht ersichtlich, dass die Digitalisierung all diese Bereiche in hohem Maße verändert. Die Formulierung und Etablierung von Digitalstrategien in die Unternehmensziele bildet somit die Grundlage, die fundamentalen Änderungen der Gesellschaft durch Digitalisierung zu verstehen und den nächsten Schritt zu gehen. So lassen sich Potenziale neuer technologischer Entwicklungen zur Erreichung der Nachhaltigkeitsziele erkennen und nutzen.

Internet of Things, Data Analytics und Artificial Intelligence sind somit die Wegbereiter für Unternehmen, um Nachhaltigkeit umzusetzen. Der Einsatz von entsprechenden Technologien erlaubt es an vielen Stellen Prozesse effizienter zu machen. Wirklich entscheidend ist es jedoch die Möglichkeiten zu ergreifen, die durch das Zusammenspiel neuer Produkte, Services und ganzer Geschäftsmodelle realisiert werden können.

Digital und nachhaltig Handeln sind also essenzielle und vor allem komplementäre Aufgaben für jedes Unternehmen, das langfristig zukunftsfähig bleiben möchte und damit eine nachhaltige Transformation unserer Gesellschaft, Wirtschaft und Umwelt - von Profit hin zu einem nachhaltig positiven Wertschöpfungsbeitrag – unterstützt.

IoT leicht gemacht

Narrowband-IoT: So machen Sie Ihre Produkte smart

Praxisbeispiele: Nachhaltigkeit und IoT wirken zusammen und verstärken sich

Schonung wertvoller Ressourcen

IoT erlaubt nachhaltiges Handeln auf direkte Weise. Die smarte Überwachung von Gewässer-, Boden- und Luftqualität ermöglicht die Entwicklung von Frühwarnsystemen für Umweltverschmutzungen mit dem Ziel, Ursachen von Umweltschäden zu entdecken und abzustellen. Beispielsweise lassen sich mithilfe von smarter Überwachung von Wasser- oder Gasleitungssystemen Leckagen frühzeitig aufspüren und so potenzielle Umweltgefahren verhindern.

Verbesserung der Luftqualität in Städten

Einfache und IoT-vernetzte Sensorik machen Prozesse effizienter und damit ressourcenschonender. Beispielsweise kann eine optimierte Verkehrssteuerung durch intelligente Ampelanlagen und Echtzeit-Verkehrsleitsysteme die Ursachen für Feinstaub in Städten wie Staus und häufiges Stop-and-go im Straßenverkehr reduzieren. Freie Parkplätze werden auf Echtzeitkarten angezeigt, wodurch unnötige Fahrten durch Parkplatzsuche vermieden werden. Echtzeitdaten und die permanente Überwachung von Fahrgastzahlen und Fahrstrecken bilden die Grundlage für ein attraktiveres, bedarfsgerechtes öffentliches Verkehrsangebot. Dies reduziert unnötige Fahrtwege und wirkt sich nicht zuletzt auch positiv auf die Gesundheit der Menschen aus.

Studie

Leitfaden zur Umsetzung von Nachhaltigkeitszielen mit KI

Effizienzsteigerung in der Landwirtschaft

Mit Blick auf die Ursachenbekämpfung des Klimawandels spielen Mobilität, der Wärmesektor, die Stromversorgung und die Landwirtschaft ein entscheidende Rollen. Gerade hier kann IoT seine Stärken ausspielen. Es ermöglicht die Optimierung der Flächennutzung und Ertragssteigerung in der Landwirtschaft durch zielgenauere Bewässerung, Bodenbearbeitung und Düngung mithilfe vernetzter Wettersensoren, Überwachung des Pflanzenwachstums und der Bodenqualität. Beispielsweise forscht das niederösterreichische Josephinum an Methoden, durch Sensorik und Spot-Spraying den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln zu verringern, ohne landwirtschaftliche Erträge zu vermindern. Insgesamt können auf diese Weise Kosten für die eingesetzten Ressourcen gespart werden.

Optimierung der Energienetze

Auch im Energiesektor besteht ein großes Potenzial, durch smarte Heizungs- und Lüftungssysteme unnötige Wärme- und andere Energieverluste zu vermeiden. KI-gesteuerte Vorhersagen im Energienetz können Strom und Wärme bedarfsgerecht bereitstellen. Die dänische DTU erforscht Methoden, durch Sensorik Wärmeverluste z. B. im Fernwärmenetz zu verringern und dadurch die Kosten für Verluste zu reduzieren.

Steigerung der Energieeffizienz durch smarte Gebäude

Ein steigender Anteil erneuerbarer Energiequellen macht die Energieerzeugung teilweise volatil und wetterabhängig. Gezieltes Nachfragemanagement mit Smart Metern und smarten Endgeräten ermöglicht eine optimierte Verteilung, finanzielle Anreize für die Spitzenlastverteilung und steuert sogar kurzzeitige Fernabschaltungen. Beispielsweise setzt die Stadt Wien dies bereits in Forschungsprojekten um. Die smarten Gebäude in Seestadt Aspern wissen dank zahlreicher Erfahrungswerte, Sensoren und dem Zugriff auf Wetterdaten vorab, wie viel Stromüberschuss produziert und eingespeichert werden kann. Das Stromnetz wird dadurch deutlich wirtschaftlicher betrieben.

Effizientere Nutzung von Energieüberschüssen

Energieversorger in Österreich forschen im Green Energy Lab an Möglichkeiten, überschüssigen Strom durch smarte Heizungssysteme und Ladestationen effizient zu nutzen. So werden die volatilen erneuerbaren Energiequellen bestmöglich genutzt und das Energienetz stabilisiert.

Einsatz von IoT-Technologie immer mit Bedacht wählen

Da sich Nachhaltigkeit häufig im überlegten Einsatz von Ressourcen manifestiert, ist die sensorgestützte Bedarfsermittlung oder die präzisere Verwendung von Ressourcen einer der unmittelbarsten Ansätze, IoT Technologie mit Nachhaltigkeit zu vereinen.

Damit die Anwendungsfälle umgesetzt werden können, ist IoT als entsprechende technische Grundlage in der heutigen Zeit unumgänglich. IoT nimmt in Bezug auf Nachhaltigkeit zwei Rollen ein: Zum einen ebnet IoT den Weg für nachhaltige Prozesse und Produkte und zum anderen ist die Entscheidung für die genutzte technische Basis ein wesentlicher Einflussfaktor auf die gesamtheitliche Nachhaltigkeitsbilanz.

Interview

Geht Cloud-Nutzung auch nachhaltig?

Das Angebot der IoT-Technologien wie Sensorik, Hardware zum Datenaustausch, Funktechnologien oder Datenspeicher wird stetig weiterentwickelt. Elemente werden kleiner, performanter, günstiger, energieeffizienter oder decken komplett neue Funktionalitäten ab. Dadurch ergeben sich zusätzliche Möglichkeiten der Vernetzung von Endpunkten: zuvor nicht realisierbare Anwendungsfälle beispielsweise zur Optimierung der Ackernutzfläche können umgesetzt werden und bestehende IoT-Lösungen können effizienter und ressourcenschonender gestaltet werden, beispielsweise durch den Wechsel auf neue, energiesparende Funktechnologien wie NB-IoT.

Um IoT Lösungen aus technischer Sicht möglichst nachhaltig zu aufzubauen, ist die Technologiewahl ganzheitlich zu betrachten. Dabei sollte sich der IoT-Solution Architect bei jedem Anwendungsfall zunächst die Frage stellen, ob eine Vernetzung sinnvoll und wertstiftend ist: Wird die ökologische Gesamtbilanz trotz des Erweiterns des Lösungsumfangs verbessert? Ist die Vernetzung für das Geschäftsmodell unumgänglich? Leider existieren einige Beispiele, bei denen Geräte ohne entsprechenden Mehrwert vernetzt werden und die zusätzlichen Komponenten Sensorik, Funkmodul, Funktechnologie, Server- und Applandschaft unnötigerweise Ressourcen verbrauchen – hier dient die Vernetzung nur Marketing- oder Selbstzwecken und die Definition von Nachhaltigkeit eindeutig verfehlt. So muss stets kritisch hinterfragt werden, ob Anschaffung und Betrieb tatsächlich eine langfristige Verbrauchsreduktion oder Minimierung schädlicher Emissionen rechtfertigen.

Auch wenn die Vernetzung einen tatsächlichen Mehrwert stiftet oder gar essenziell für das Geschäftsmodell ist, sollte der IoT-Solution Architect bei der Technologieauswahl nach Nachhaltigkeitskriterien entscheiden. Welche Komponenten sind kritisch für die Performance oder das Kundenerlebnis, welche können nach dem Kriterium der Energieeffizienz ausgewählt werden? Wie sind die Produktionsbedingungen? Welche Zertifikate liegen vor? Wie ist der gesamte ökologische Fußabdruck? Auch hier gilt oft das Motto „Weniger ist mehr“. Es muss nicht zwingend jeder Anwendungsfall mit 5G vernetzt werden und jeder Sensor die Daten alle 10 ms in ein Cloud-Backend senden. Generell gilt, je seltener und weniger Daten übertragen werden, und je unkritischer eine schnelle Reaktion ist, desto sparsamer und energieeffizienter muss die einzusetzende Technologie sein. Zum Beispiel ziehen Anbieter bei Smart-Metering-Anwendungsfällen geringe Ablesefrequenzen und hohe Latenzen einer mehrjährigen Batterielaufzeit vor. Unternehmen müssen ebenfalls differenzieren zwischen sich selbst regulierenden Systemen und solchen, die regelmäßig eine Verbindung zu einem Backend benötigen. Beispielsweise ist es bei einer intelligenten Heizungssteuerung nicht zwingend notwendig, jede Einzelkomponente oder jeder Sensor eine direkte Verbindung mit dem Backend haben. Stattdessen können sie lokal mit einer intelligenten zentralen Steuerung vernetzt werden, die wiederum zur Überwachung an ein Backend angebunden ist.

* Philipp Flore ist Senior Manager bei MM 1, Sasha Milinkovic arbeitet als Manager bei MM 1 und Marc Goretzki ist Consultant bei MM 1.

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