Lars Lemmermann, Friederike Löwe & Nils Löwe 06. Juni 2023

Software ist unser mächtigstes Werkzeug im Kampf gegen die Klimakrise

Die Entwicklung einer Nachhaltigkeitsstrategie für ein Unternehmen erfordert eine systematische Herangehensweise. © Adobe: Bohdan / stock.adobe.com / 496326675 — © Adobe: Bohdan

Digitalisierung ist der größte Treiber von Veränderung in unserer Gesellschaft seit der Entdeckung des Feuers (so hat es Henning Vöpel vom WWI ausgedrückt [1]). Von den 17 Zielen für nachhaltige Entwicklung lassen sich bis zu 13 nur mit Einsatz digitaler Hilfsmittel erreichen. Gleichzeitig hat unsere digitale Welt selbst einen unbestreitbaren Anteil an den globalen CO2-Emissionen. Wir wollen in diesem Artikel sowohl die Hebel der Software-Entwickler:innen im Kampf gegen den Klimawandel beschreiben als auch mögliche Stolpersteine in Sachen Nachhaltigkeit, bezogen auf unsere Arbeit. Digitalisierung ist unser mächtigstes Werkzeug im Kampf gegen die Klimakrise, wir müssen dieses Werkzeug aber weise einsetzen.

Digitalisierung als Trend ist weit mehr als nur Software

Die Frage "Was ist Digitalisierung?" ist so groß, dass es nicht die eine richtige Antwort geben kann. Wir verstehen Digitalisierung als den neuesten Wechsel des Leitmediums. Im Verlauf der Entwicklung unserer Gesellschaften gab es mehrere Veränderungen im Leitmedium. Mit jeder dieser Veränderungen wandelten sich auch die Gesellschaften grundlegend: Mit der Entwicklung des gesprochenen Wortes wurden wir vom Affen zum Menschen. Mit der Entwicklung der Schrift konnten wir auf einmal Wissen über Generationen und größere Entfernungen transportieren. Durch die Erfindung des Buchdrucks wurde dieses Wissen für die breite Masse verfügbar gemacht. Und heute entwickeln wir uns aus der Gesellschaft des Buchdrucks zur digitalen Gesellschaft, in der die Verteilung und der Zugang zu Informationen jederzeit und für (fast) alle möglich sind.

Gemein ist allen Leitmedien, dass ihre Erfindung zu enormen Umwälzungen geführt hat und die menschliche Kultur grundlegend verändert hat. Mit der oralen Sprache ist eine arbeitsteilige Gesellschaft entstanden, die sesshaft werden sowie Ackerbau und Viehzucht betreiben konnte. Die geschriebene Sprache hat zur Staatsbildung antiker Hochkulturen geführt und ohne den Buchdruck wäre die Industrialisierung nicht denkbar gewesen. Mit der Digitalisierung ist schließlich eine neue Informations-, Wissens- und Lerngesellschaft entstanden.

Tomatensuppe lässt sich nicht digitalisieren

Unsere Gesellschaft verändert sich also gerade von einer Industrie- in eine Wissensgesellschaft. Aber natürlich sollten wir nicht alle Produkte unserer Welt durch digitale ersetzen! In klassischen Industrieunternehmen können wir Prozesse digital abbilden und dadurch Effizienzgewinne erzielen, die ohne digitale Unterstützung an Grenzen stoßen. Und völlig unabhängig von Branche und Produkt lässt sich unsere Art der Zusammenarbeit digital völlig anders gestalten.

Datenerhebung und -verarbeitung sind das Herzstück eines Digitalisierungsprozesses

Mit der unbestechlichen Sicht auf Daten lassen sich Entscheidungen treffen, bei denen wir ansonsten auf Erfahrungswissen oder reine Bauchgefühle angewiesen wären. Einige Branchen, wie z. B. die Werbung, sind in der digitalen Transformation bereits sehr weit fortgeschritten. In anderen Branchen, wie der Logistik, gibt es noch viel Potential für Verbesserung [2].

Die große Veränderung: Energie, Mobilität und Kommunikation

Digitalisierung wird auch als 4. Industrielle Revolution bezeichnet. Jede bisherige dieser Revolutionen war durch einen Wechsel in drei verschiedenen Bereichen gekennzeichnet: In allen Fällen haben sich der Primärenergieträger, das wichtigste Transportmittel und das primäre Kommunikationsmedium verändert.

Im Rahmen der ersten Industriellen Revolution im 18. Jahrhundert hatten die Briten die Idee, den damaligen Primärenergieträger Kohle auf ein Fortbewegungsmittel zu übertragen – die Eisenbahn. Dadurch war es möglich, eine Infrastruktur aufzubauen, mit der sie das gesamte Empire verwalten konnten. Zudem setzte mit dem Aufkommen des Schienenverkehrs auch eine Urbanisierung ein, weil immer mehr Menschen in die Städte ziehen wollten, um die neue Infrastruktur nutzen und Arbeit zu finden. Als Kommunikationsmedium entwickelte sich die Tageszeitung, anhand derer nun nahezu jeder im gesamten britischen Empire binnen 48 Stunden die gleichen Informationen erhalten konnte. Das war die Voraussetzung dafür, dass eine Art kollektives politisches Bewusstsein der Gesellschaft entstehen konnte.

Während der zweiten Industriellen Revolution wurde Kohle als Primärenergieträger vom Erdöl abgelöst. Daraus folgte die Individualisierung des Privatverkehrs in Form des Autos. Dies hatte zur Folge, dass Menschen nun die Stadtzentren verlassen konnten und sich die Infrastruktur daraufhin erneut komplett wandelte. Als Kommunikationsmedium kam das Telefon auf, das es ermöglichte, dass zwei Personen in Echtzeit miteinander kommunizieren konnten, ohne sich dabei im selben Raum zu befinden.

Die dritte Industrielle Revolution begann mit dem Versprechen der Nuklearenergie, das sich allerdings mit Tschernobyl jäh als Alptraum entpuppte. Zudem begann der internationale Luftverkehr, der den eigentlichen Startschuss der Globalisierung bildet. Als Kommunikationstechnologie trat ab Mitte der siebziger Jahre die E-Mail auf, mit der man fortan Datensätze zwischen zwei Personen in Echtzeit übertragen konnte.

In unserer aktuellen vierten Industriellen Revolution spielen die erneuerbaren Energien eine zunehmend wichtige Rolle. Sie legen auch den Grundstein für eine komplette Mobilitätswende. Und die Kommunikation betreffend haben wir heute eine völlig andere, datenbasierte Infrastruktur als noch vor wenigen Jahrzehnten. Gemeinsam ist den genannten Industriellen Revolutionen eine Verdichtung von Raum und Zeit. Vieles wird nicht nur immer ständig schneller, sondern sich in gewisser Weise auch immer näher.

Die bisher beschriebenen Ansätze zum Verständnis der beiden Begriffe Digitalisierung und Nachhaltigkeit sollten eines verdeutlichen: Wir sprechen nicht über die nächste App, Bäume pflanzen oder eine CO2-Kompensation für meine Urlaubsreise. Wir sprechen über einen grundlegenden Wandel unserer Gesellschaft hin zu etwas ganz und gar Neuem. Es gab solche Veränderungen bereits mehrfach in der Vergangenheit und jedes Mal hat sich unser Verständnis von Arbeit, Mobilität, Wohnen und Kommunikation grundlegend verändert. Leider müssen wir feststellen, dass unser Umgang mit den natürlichen Ressourcen dabei nicht besonders sorgsam war. Der unbegrenzte Verbrauch von fossilen Rohstoffen hat uns über einen steigenden CO2-Anteil in der Atmosphäre zur Erderwärmung und damit zu einem menschengemachten Klimawandel geführt.

Die nachhaltige Transformation der Wirtschaft

Mit den 17 Zielen für nachhaltige Entwicklung hat die UN ein Leitbild geschaffen, wie Ökologie, Ökonomie und Soziales in Einklang gebracht werden können. Laut Prof. Meinel vom Hasso-Plattner-Institut lassen sich 13 dieser Ziele nur mit Hilfe digitaler Hilfsmittel umsetzen [3]. Im Wesentlichen brauchen wir digitale Abbildungen der Prozesse und belastbare Datengrundlagen, um den notwendigen Wandel in den Unternehmen zu erzielen und zu messen.

Es gibt zahlreiche anschauliche Beispiele, wie alte und alltägliche Probleme mit Hilfe von digitaler Technologie nachhaltig(er) gestaltet werden können. Ein Startup hat zum Beispiel eine KI-basierte Heizungsregelung mit smarten Thermostaten entwickelt, die Energieverbrauch beim Heizen um bis zu 30 Prozent reduziert, ohne dass für die Menschen in den Räumen Einbußen an Komfort oder Mehraufwand bei der Nutzung entstehen [4]. Andere wenden künstliche Intelligenz auf die Stahlindustrie an und schaffen damit bis zu 100 Prozent Recycling-Quote in den Prozessen – bei gleichbleibender Qualität [5].

Gleichzeitig verursacht die globale IT-Infrastruktur mit all ihren Servern, Netzwerken und Endgeräten einen CO2-Fußabdruck, der doppelt so groß ist wie der globale Flugverkehr. Allein das Bitcoin-Netzwerk hat einen globalen Stromverbrauch, der den einiger EU-Staaten übersteigt [6]. Neben dem reinen Stromverbrauch enthält die verwendete Hardware seltene Erden und weitere Rohstoffe.

Seit Jahren sinkt die durchschnittliche Nutzungsdauer von Hardware kontinuierlich. Das ist ein Problem, da bis zu 75 Prozent der Emissionen eines Gerätes im Produktlebenszyklus während der Produktion entstehen [7]. Um zu einer nachhaltigen digitalen Welt zu gelangen, müssen wir sowohl den Energieverbrauch der Technik an sich reduzieren und optimieren, als auch die Nutzung der Hardware so lange wie möglich gestalten. Viele Firmen liefern hier mit Ansätzen zur Circular Economy starke Beispiele [8].

Die Klimakrise ist primär eine Energiekrise [9]. Ohne einen vollständigen Umstieg auf erneuerbare Energien werden wir diese Krise nicht lösen. Um diesen Wechsel unserer primären Energiequelle zu gestalten, brauchen wir digitale Hilfsmittel. Bei jeder vergleichbaren Veränderung in der Vergangenheit wurden die neuen Werkzeuge immer auch genutzt, um den Primär-Energieträger zu wechseln. Die bisherigen Konzepte unserer Stromnetze basieren auf großen Kohle- und Atomkraftwerken, die eine relativ konstante Leistung einspeisen können. Wind- und Solarenergie sind sowohl deutlich volatiler als auch viel dezentraler. Der dezentrale Ansatz bietet viele Chancen, erfordert aber deutlich mehr Aufwand für den Betrieb eines stabilen Netzes. Hier kann Software die nachhaltige Transformation unterstützen. Ein Beispiel ist, Künstliche Intelligenz zur Optimierung von Kraft-Wärmekopplungsanlagen einzusetzen [10].

Wie können wir als Software-Entwickler:innen unsere Fähigkeiten einsetzen?

Egal, ob es um Stahlherstellung, Energiegewinnung oder unsere generelle Zusammenarbeit geht: Die nachhaltige Transformation benötigt Daten, die uns die Digitalisierung bereitstellt. Ohne Daten sind wir auf Erfahrung und Bauchgefühl angewiesen. Daten erheben, speichern, verarbeiten und Mehrwert daraus generieren – das ist die Kernkompetenz von uns Software-Entwickler:innen. Wir können damit sowohl den Fußabdruck unserer Unternehmen beeinflussen als auch deren Handabdruck vergrößern.

Wir können den Handabdruck unserer Unternehmen vergrößern.

Den Fußabdruck unserer Arbeit verringern

Den Fußabdruck unserer digitalen Infrastruktur beeinflussen wir, indem wir die Grundsätze der Datensparsamkeit einhalten. Alle Daten, die wir sammeln und speichern, kosten Energie. Daten, die wir nicht sammeln, verbrauchen daher auch keine Energie. Die Übertragung von Daten über kabelgebundene oder mobile Netze benötigt Energie. Der Einsatz von guter Kompression sowie die generelle Reduktion der Größe von Anwendungen ist ein großer Beitrag zur Reduktion des Fußabdrucks unserer Infrastruktur. Bedenkt man allerdings, dass der Großteil der Emissionen durch die Hardware verursacht wird, ergibt sich daraus die Notwendigkeit, Software und die zum Betrieb benötigte Hardware nicht getrennt voneinander zu betrachten. Für diesen Zusammenhang finden wir das Referenzmodell "Green Software" hilfreich [11].

Ebenfalls interessant für die Betrachtung des Fußabdrucks unserer Software kann hier das Diskussionspapier "Nachhaltigkeitskriterien für digitale Plattformen" des Arbeitskreises Nachhaltigkeit der Gesellschaft für Informatik sein [12]. Hier werden neben ökologischen auch soziale Nachhaltigkeitskriterien bedacht. Neben Datensparsamkeit werden u. a. Kriterien wie "angemessene Voreinstellungen", "Langlebigkeit von Software" und der Energieverbrauch von Software diskutiert. Eine Sammlung von konkreten Gedanken zur nachhaltigen Gestaltung von Webseiten bietet Gerrit Schuster [13].

Weiter denken: Vergrößern wir unseren Handabdruck!

Unseren Handabdruck als Software-Entwickler:innen vergrößern wir, indem wir mit Technologie die Effizienz der Unternehmensprozesse optimieren. Diese Optimierung der unternehmerischen Prozesse ist im Grunde genommen seit langer Zeit der Grund für den Einsatz von Software und die Einführung neuer Softwareprodukte. Wir können als die Umsetzenden der digitalen Transformation aber viel mehr Einfluss auf die Ausgestaltung dieser Optimierungen nehmen, als uns oft klar ist. Wir können entscheiden, welchen Zielen und Unternehmen wir unsere Arbeitskraft zur Verfügung stellen. Wir können unser Domänenwissen zur Nachhaltigkeit erweitern, um selbst Verbesserungsvorschläge in unserem Unternehmen zu machen und gute Sparringspartner:innen im Hinblick auf die nachhaltige Transformation für die Leitungsebene werden.

Wir können entscheiden, welchen Zielen und Unternehmen wir unsere Arbeitskraft zur Verfügung stellen.

Die Transformation eines Unternehmens hin zu einem nachhaltigen Unternehmen ist sehr gut vergleichbar mit dem agilen Ansatz einer Produktentwicklung: Wir gehen schrittweise vor, messen unseren Fortschritt in Bezug auf das Ziel und korrigieren unterwegs unser Vorgehen. Einen ersten (groben) Plan kann man gut aus einer ersten Klimabilanzierung ableiten. Aus dieser Bilanzierung ergibt sich eine Liste von den Bereichen im Unternehmen, die für die meisten Emissionen, den höchsten Energieverbrauch oder die größten Abfallmengen verantwortlich sind.

Noch einmal: Daten erheben, speichern, verarbeiten und Mehrwert daraus zu generieren – das ist genau die Kernkompetenz von uns Softwareentwickler:innen.

Wenn es gelingt, partnerschaftlich mit der Entscheidungsebene zusammenzuarbeiten und in ein agiles Arbeiten zu kommen, können wir gemeinsam ganz viel bewirken. Das agile Vorgehen ist Teil unserer Identität geworden und wir können das Management dabei unterstützen, den Zyklus aus Planen-Tun-Messen-Lernen zu gehen und helfen, konkret den Messen-und-Lernen-Schritt bezogen auf Daten zur Nachhaltigkeit software-getrieben anzugehen. Schon eine für uns so leicht erreichbare reproduzierbare Nachhaltigkeitsmessung (weil die Daten automatisch erhoben werden), kann einem Unternehmen die entscheidenden Informationen beschaffen, um aus den Daten zu lernen und sich in Sachen Nachhaltigkeit immer mehr zu verbessern. Rückenwind bekommen wir dabei von den aktuellen Regelungen zur Pflicht von Nachhaltigkeitsreportings.

Wenn wir als Softwareentwickler:innen unser Domänenwissen über Nachhaltigkeit erweitern, können wir Nachhaltigkeitsmanager:innen und der Geschäftsführung ideale Sparringspartner:innen sein, um die nachhaltige Transformation im eigenen Unternehmen (oder als Dienstleistung) zu unterstützen. Spannend sind in diesem Zusammenhang zum Beispiel ein Verständnis der Kreislaufwirtschaft, ein Verständnis für Lieferketten und für Ökoeffizienz.

Die Entwicklung einer Nachhaltigkeitsstrategie für ein Unternehmen erfordert eine systematische Herangehensweise. Nach unserer Erfahrung besteht der Prozess aus zwei Phasen [14]:

In der ersten Phase wird der Status Quo ermittelt (meistens über eine erste Nachhaltigkeitsbilanz). Die Strategie wird entwickelt, Ziele werden gesetzt und Messbarkeit sichergestellt.
Die zweite Phase ist der langfristige Prozess der Digitalisierung der Prozesse im Unternehmen mit dem Ziel, sie im Anschluss zu optimieren.

Abb. 1: Zwei Phasen für die Entwicklung einer Nachhaltigkeitsstrategie. © Lionizers

Letztendlich ist das Ziel der nachhaltigen Transformation, alle Prozesse zu optimieren und vielleicht sogar darüber hinaus ein Netto-Positiv-Unternehmen anzustreben [15]. Da aber jede Veränderung Widerstände erzeugt, mit den bekannten Hürden eines Change-Prozesses kämpfen muss und zudem gerade die nachhaltige Transformation oft gegen ganz eigene Widerstände bestehen muss, sollte hier schrittweise ein Prozess nach dem anderen optimiert werden. Um zu entscheiden, welcher Prozess der erste sein soll, kann eine relativ einfache Matrix erstellt werden, bestehend aus Einsparpotential und Umsetzbarkeit. Oft ergibt sich aus dieser groben Bewertung ein offensichtlicher erster Schritt.

Ist der Prozess ausgewählt, folgt ein klassisches internes Software-Entwicklungsprojekt nach den bekannten Regeln. Der Prozess muss zunächst digital abgebildet werden, im Anschluss kann er optimiert werden. An dieser Stelle sollte es, wie in allen anderen Softwareprojekten auch, das Commitment aller relevanten Stakeholder geben. Einerseits müssen die Kollegen, für die das Projekt für Veränderungen im Arbeitsalltag sorgt, von der Sinnhaftigkeit der Veränderung überzeugt sein. Und da jedes Transformationsprojekt zunächst Zeit und Geld kostet und auch einen langen Atem erfordert, ist es unabdingbar, dass Geschäftsleitung und Gesellschafter überzeugt sind und das Projekt aktiv unterstützen. Sonst kann es zu konkurrierenden Zielen, versenkten Kosten oder Greenwashing-Vorwürfen kommen.

Vielleicht führt dieses Wissen nur zu vielen kleinen einzelnen Schritten, manche vielleicht sogar ganz natürlich innerhalb eines bestehenden Software-Projekts. Vielleicht führt es aber auch dazu, dass sich die Akteure an entscheidender Stelle in einem Unternehmen verstehen und gemeinsam großartige Veränderungen bewirken können. Was auch immer unsere Gedanken mit euch machen – wir wünschen euch viel Erfolg dabei, euren persönlichen Impact zu vergrößern. Wenn wir alle kleine Schritte gehen, können wir in Summe schon viel bewirken.

#SoftwareForFuture

Quellen