Daten

Wertvolle Informationen

Als Big Data bezeichnet man die Masse aller digital verfügbaren Daten etwa aus dem Internet, dem Mobilfunk oder dem Finanzwesen. Bereiche wie Wirtschaft, Verwaltung, Gesundheitswesen und Forschung nutzen diese Daten und werten sie aus – um beispielsweise Produkte zu optimieren, Trends zu erkennen oder neue Erkenntnisse in der Medizin zu gewinnen.

Um bei der Nutzung der Daten den Schutz personenbezogener Daten sicherzustellen, hat die EU mit der Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) und der Open-Data-Richtlinie wichtige europäische Standards geschaffen. Weltweit gibt es allerdings noch keine einheitlichen Regeln zu allen datenrechtlichen Aspekten.

Besondere Chancen

Deutsche Unternehmen sind mit ihrem Know-how zu digitalen Technologien und industrieller Fertigung Vorreiter für umwelt- und klimafreundliche Innovationen. Mit Industrie 4.0 (weitere Informationen dazu im nächsten Abschnitt) erschließen sie neue Märkte und sichern so die Führungsposition des Industriestandorts Deutschland im globalen Wettbewerb. Gleichzeitig verringern sie damit den Ausstoß schädlicher Treibhausgase und unterstützen die Bekämpfung des Klimawandels.

Chancen

Vielfältig nutzbar

Eine intelligente Nutzung von Daten kann auch der Umwelt zugutekommen. So erleichtert sie zum Beispiel die effiziente Nutzung erneuerbarer Energien durch bedarfsgerechte Steuerung, eine zukunftsfähige Mobilität durch bessere Verkehrslenkung oder eine nachhaltige Landwirtschaft durch präzise Düngung.

Aus diesem Grund setzt sich das Bundesumweltministerium (BMU) dafür ein, dass Daten – unter Achtung des Datenschutzes – öffentlich zugänglich gemacht werden. So soll beispielsweise das Nationale Zentrum für Umwelt- und Naturschutzinformationen (umwelt.info) zukünftig den Zugang zu Daten und Forschungsergebnissen erleichtern, über die sich etwa Informationen zum Zustand der Natur und zu Einflüssen auf das Klima gewinnen lassen.

Wie vielfältig Daten für die Umwelt genutzt werden können, zeigen auch die folgenden Beispiele:

Im Bild illustrieren verschiedene Motive beispielhaft, wo Daten für die Umwelt genutzt werden können: in der Landwirtschaft durch vernetzte Landmaschinen oder Drohnen und im Naturschutz durch das Monitoring von Gänsen oder Wölfen. Angedeutete Radien um die einzelnen Motive stehen für Daten und ihre Vernetzung.

Innovationspotenzial

Die digital gestützte Präzisionslandwirtschaft kann Natur-, Umwelt- und Klimaschutz besser mit den Anforderungen einer modernen Landwirtschaft vereinen. Hochauflösende Satellitenbilder können dabei helfen, Felder naturverträglicher zu bewirtschaften. Sie zeigen zum Beispiel, wo Düngung wirklich nötig ist. So muss nicht gleich das ganze Feld gedüngt werden – Überdüngung wird vermieden. Das BMU plant deshalb die vereinfachte Nutzung und den Einsatz neuer Bildgebungstechnologien, unter anderem mithilfe von Daten der Sentinel-Satelliten des europäischen Erdbeobachtungsprogramms Copernicus.

Risiken

Energieintensive Datenverarbeitung

Immer größere Datenmengen werden in immer mehr Rechenzentren gespeichert, verwaltet und für unterschiedliche Dienste zur Verfügung gestellt. Zwar können die daraus gewonnenen Informationen und Erkenntnisse einen wichtigen Beitrag zum Umweltschutz leisten. Die dafür nötigen digitalen Technologien benötigen aber auch Ressourcen und Energie.

Da gibt es zum einen das Hardware-Problem in den Rechenzentren. So werden zum Beispiel manche hoch spezialisierten Mikrochips (sogenannte Application-Specific Integrated Circuits oder kurz ASICs) für schnelllebige Technologieformen wie etwa Kryptowährungen oftmals nur für kurze Zeit verwendet und fallen danach direkt als Elektroschrott an. Zum anderen verbrauchen die immer größer werdenden Rechenzentren generell sehr viel Strom. Das BMU unterstützt daher Maßnahmen, die diese negativen Auswirkungen begrenzen. Dazu gehören zum Beispiel der Ausbau erneuerbarer Energien und die bessere Abwärmenutzung in Rechenzentren.

Förderung

Innovationen für Umwelt und Klima

Damit Daten und digitale Technologien der Umwelt nutzen, braucht es innovative Anwendungen und Gestaltungsansätze. Deren Entwicklung ist oft kostspielig und zeitaufwändig. Das BMU schafft daher Anreize und Förderinitiativen, die Gründer*innen, Wissenschaftler*innen, Unternehmen und öffentliche Einrichtungen bei der Entwicklung und Umsetzung ihrer Ideen und Projekte unterstützen.

Im Rahmen des Fünf-Punkte-Programms „Künstliche Intelligenz für Umwelt und Klima“ investiert das BMU in den nächsten Jahren 150 Millionen Euro in die nachhaltige Gestaltung von Künstlicher Intelligenz und in die Nutzung ihrer Potenziale für Umwelt und Klima: Die Förderinitiative „KI-Leuchttürme für Umwelt, Klima, Natur und Ressourcen“ erhält beispielsweise die zusätzlichen Förderschwerpunkte „Klimaschutz“ und „Ressourceneffiziente KI“, und mit dem Innovationsnetz „KI für das Gemeinwohl“ gibt es bald ein Unterstützungsangebot für zivilgesellschaftliche Projekte.

Daneben bietet das BMU weitere Förderprogramme und organisatorische Unterstützungsangebote, zum Beispiel:

  • Innovation-Hub
    Der „Digital Innovation Hub“ soll relevante Akteure vernetzen und als Plattform innovative digitale Lösungen, die auf die sozial-ökologische Transformation abzielen, identifizieren und fördern.

  • Kompetenzzentrum KI und Big Data
    Ein Kompetenzzentrum für Satellitenfernerkundung und Sensorik sowie ein Anwendungslabor KI und Big Data sollen bei der Nutzung und der Analyse von Daten unterstützen.

  • VDI Zentrum Ressourceneffizienz
    Das Kompetenzzentrum erstellt vor allem für kleine und mittlere Unternehmen branchenspezifische Materialien zum Thema Ressourceneffizienz – zunehmend unter Einbeziehung der Digitalisierung.

  • Informationssystem
    Das Nationale Zentrum für Umwelt- und Naturschutzinformationen (umwelt.info) soll den Zugang zu Daten zum Zustand von Natur und Umwelt sowie zur Entwicklung des Klimas erleichtern.

  • Umweltinnovationsprogramm
    Das Programm fördert herausragende Projekte, mit denen erstmalig in Deutschland im großtechnischen Maßstab aufgezeigt wird, wie neue Technologien oder Verfahren zu Umwelt- und Klimaschutz führen können.

  • Kommunalförderung

    Im Rahmen der Nationalen Klimaschutzinitiative (NKI) wird die öffentliche Hand bei der klimafreundlichen Digitalisierung unterstützt. Gefördert werden Energieeffizienzmaßnahmen in Rechenzentren sowie Datenbeschaffung und -nutzung zur intelligenten Verkehrssteuerung.

Digitalisierung

Unser Wissen über die zu erwartenden Klimafolgen hängt massiv von Klima- und Wettermodellen ab, die zunehmend komplexer und damit genauer werden. Unter dem Namen „destination earth“ plant die EU die Umsetzung eines digitalen Zwillings der Erde, um die Entwicklungen auf dem Planeten zu visualisieren, zu beobachten und vorherzusagen. So will sie die Bemühungen Europas um eine bessere Umwelt gemäß dem „Green Deal“ unterstützen. Für das Projekt sind enorme Datenmengen erforderlich.

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