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KI: Nachhaltigkeitsindikatoren für digitale Infrastruktur & KI Anwendungen

KI: Nachhaltigkeitsindikatoren für digitale Infrastruktur & KI Anwendungen, KI: Nachhaltigkeitsindikatoren für digitale Infrastruktur & KI Anwendungen

Atlas der nachhaltigen Digitalisierung - Ein konstruktiv-journalistisches Projekt zur Sichtbarmachung und Bereitstellung von praxisnahen Lösungen für eine ökologische und faire Digitalisierung

Zielsetzung: Unsere digitale Welt führt zu kontinuierlich steigenden CO2-Emissionen und einem enormen Ressourcenverbrauch. Verschiedenen Schätzungen zufolge sind die CO2-Emissionen der Digitalisierung weltweit schon heute gleichauf mit denen der globalen Flugindustrie. Sollen die Pariser Klimaziele erreicht werden, müssen folglich auch die CO2-Emissionen der Digitalisierung massiv gesenkt werden. Dennoch spielen nachhaltig-digitale Alternativen und ökologisch-soziale Standards – trotz erster Einhegungsversuche auf Bundes- und EU-Ebene – aktuell kaum eine Rolle. Dabei geht es auch anders. In der Nische werden mehr und mehr innovative, nachhaltig-digitale Lösungen entwickelt. Wie sehen die neuen Lösungen aus und wer sind die Akteur:innen, die sich bereits aufgemacht haben, die nachhaltige Digitalisierung zu gestalten? Welche Lösungen für eine nachhaltig-digitale Welt gibt es und wie sehen individuelle Handlungsspielräume aus? Diese Fragen will die Nachhaltigkeitsplattform RESET – Digital for Good mit dem Förderprojekt „Atlas der nachhaltigen Digitalisierung“ beantworten und u¨ber eine umfassende Wissensvermittung zum Handeln anregen. Mit der Umsetzung des Fördervorhabens verfolgt RESET das Ziel, dem dringend nötigen Transformationsprozess hin zu einer nachhaltigen Digitalisierung auf Ebene von Individuen, Unternehmen und Organisationen mehr Schub zu geben. Zentral dabei ist, dass mithilfe des konstruktiv-journalistischen Ansatzes Menschen fu¨r eine nachhaltige Digitalisierung motiviert und aktiviert werden. Dieser Ansatz ist fu¨r die Zielsetzung des Fördervorhabens besonders geeignet, da hier – neben der Schaffung eines Problembewusstseins – Lösungen im Vordergrund stehen und neue Perspektiven und Handlungsräume vermittelt werden. So entsteht über die Formate ein umfassendes Bild der umwelt- und sozialverträglichen Digitalisierung – zielgruppenorientiert, praxisnah und aktivierend. Gleichzeitig bekommen die Lösungen und Akteur:innen der nachhaltig-digitalen Transformation mehr Aufmerksamkeit und Reichweite – auch über Fachkreise hinaus.

Entwicklung einer Inline-Prozess- und Qualitätsüberwachung in der Polymerschaumextrusion zur Umwelt- und Ressourcenschonung (FoamResControl)

Entwicklung einer Inline-Prozess- und Qualitätsüberwachung in der Polymerschaumextrusion zur Umwelt- und Ressourcenschonung (FoamResControl), Teilvorhaben: Entwicklung eines neuartigen Luftultraschallmesssystems für den Extrusionsprozess von Polymerschäumen

Learn & Lunch der Community Nachhaltige Digitalisierung: umwelt.info stellt sich vor

Einblicke in das Portal für Umwelt- und Naturschutzinformationen

Analyse von Transformationspfaden für eine globale, nachhaltige Entwicklung

Zur Erreichung der Sustainable Development Goals sind umfassende Transformationen nötig, z.B. für nachhaltige Ernährung, nachhaltige Energieversorgung, nachhaltiger Konsum, nachhaltige Produktion, nachhaltige Städte, nachhaltige Digitalisierung. Es ist noch wenig erforscht, wie der Weg zur Erreichung dieser Transformationen gestaltet werden kann und soll. Im Rahmen des Vorhabens sollen Im Rahmen des Vorhabens sollen bestehende Transformationspfade analysiert werden (Screening).

Der Einfluss der Corona-Krise auf die Umwelt

<p>Weniger Verkehr auf den Straßen, die Industrieproduktion teilweise lahmgelegt, die Büros verwaist, viele Flugzeuge bleiben am Boden – wie beeinflusst die Corona-Krise die Umwelt und umweltbedingte Gesundheitsrisiken? Wird die Luft besser und rettet Corona vielleicht sogar das Klima? Wie sehr nimmt der Fluglärm ab? Das Umweltbundesamt gibt Antworten.</p><p>Im Moment lässt es sich leider noch nicht genau sagen, welchen Einfluss die Corona-Krise auf die Luftqualität und ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klima#alphabar">Klima</a>⁠ haben wird. Dazu ist der Zeitraum noch zu kurz. Eine Reduzierung von Emissionen (durch weniger Verkehr und weniger Industrieprozesse) hat grundsätzlich immer einen positiven Effekt auf die Luftqualität und auf die Menge der Treibhausgase. Ob und wie groß dieser Einfluss ist, lässt sich jedoch erst seriös bewerten, wenn die Daten zu dessen Berechnung vollständig vorliegen.</p><p>Bei der Luftqualität muss neben den Emissionen aus Energieerzeugung, Verkehr und Industrie der Einfluss der Meteorologie mit betrachtet werden. Treten austauscharme Wetterlagen auf, reichern sich die Schadstoffe in der Luft an, kräftiger Wind hilft hingegen, die Schadstoffe schnell zu verteilen. Hinzu kommen aktuell auch Einträge von Feinstaub aus anderen Quellen, etwa der Landwirtschaft, wo bei der Düngung der Felder Ammoniak gebildet wird, das eine Vorläufersubstanz des Feinstaubs ist. Dieser sogenannte sekundäre Feinstaub kann mit dem Wind dann auch in eine benachbarte Stadt transportiert werden.</p><p>Satellitendaten zeigen deutliche Rückgänge für z. B. China und Italien (Stickstoffdioxid). Es muss jedoch beachtet werden, dass diese Daten die Schadstoffmenge in der gesamten Luftsäule der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>⁠ vom Weltall aus wiedergeben und es sich zudem nur eine Momentaufnahme (Zeitpunkt des Überflugs durch den Satelliten) handelt. Ein Rückschluss auf die gesundheitsrelevante Luftschadstoffbelastung in Bodennähe, also in unserer Atemluft, ist nicht möglich; dazu muss man die vor Ort gemessenen Werte heranziehen.</p><p>Die Messstationen zeigen unterschiedlich ausgeprägte Rückgänge der Konzentrationen, die sich erst über einen längeren Zeitraum sinnvoll auswerten lassen, wenn die meteorologischen Einflüsse sich im Mittel aufheben.</p><p>Beim Treibhausgasausstoß ist davon auszugehen, dass weniger Pkw-Verkehr auf den Straßen und eine niedrigere Produktion in der Industrie auch zu weniger Emissionen führen. Gleichzeitig wird aber mehr Strom in den Privathaushalten verbraucht, z.B. für das Arbeiten im Home Office. Entscheidend ist aber, wie dieser Strom erzeugt wird, aus Wind- und Sonnenenergie oder in Kohlekraftwerken. Auch wird der gegenwärtig niedrige Ölpreis vermutlich zu einem höheren Absatz an Mineralöl führen. Wie groß der Effekt also tatsächlich sein wird, kann erst später verlässlich bewertet werden.</p><p>Durch die aktuelle Corona-Pandemie ist das ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/v?tag=Verkehrsaufkommen#alphabar">Verkehrsaufkommen</a>⁠ in Deutschland stark zurückgegangen. Das betrifft insbesondere den gewerblichen Luftverkehr, der praktisch zum Erliegen gekommen ist. In der Folge hat die Fluglärmbelastung deutlich abgenommen. Dies zeigt ein Vergleich der Dauerschallpegel (Mittelungspegel) für März 2020 mit dem Vorjahr. Beispielsweise hat an der Fluglärmmessstelle Klein-Gerau des Frankfurter Flughafens der Dauerschallpegel in diesem Zeitraum von 63,2 dB(A) auf 53,4 dB(A) am Tag abgenommen. An den Messstellen anderer Flughäfen betrug im März der Rückgang bis 5 dB(A) gegenüber dem Vorjahr; in Einzelfällen auch mehr. Die Ergebnisse der Fluglärmmessanlagen an den deutschen Flughäfen finden Sie auf dem <a href="https://www.xn--fluglrm-portal-9hb.de/fluglaerm-debatte/laermmessung/">Fluglärmportal</a> des Bundesverbandes der Deutschen Luftverkehrswirtschaft e.V. (BDL) und auf den entsprechenden <a href="http://www.dfld.de/Mess/Language/MessR001.php">Internetseiten des Deutschen Fluglärmdienstes e.V. (DFLD)</a>.&nbsp;</p><p>Welche Auswirkungen die deutlich geringere Lärmbelastung auf die menschliche Gesundheit hat, lässt sich derzeit nicht beurteilen. Ein Großteil der Wirkungen von Lärm auf den Menschen entsteht durch eine Lärmbelastung über einen langen Zeitraum, das heißt über Monate oder Jahre. Es ist daher nicht davon auszugehen, dass die kurzfristige Abnahme der Lärmbelastung das bestehende Erkrankungsrisiko durch Verkehrslärm verringert und zum Beispiel zu weniger lärmbedingten Herz-Kreislauf-Erkrankungen führt.</p><p>Klar ist: Wenn die Corona-Krise eine positive Auswirkung auf die Luftqualität, den Ausstoß von Treibhausgasen und lärmbedingte Gesundheitsrisiken haben sollte, wird dies ein kurzfristiger Effekt sein. Denn eine langfristige Verbesserung erreicht man nur mit gezielter Klima- und Umweltpolitik, die Produktionsstrukturen, Infrastrukturen und Konsum- und Mobilitätsmuster nachhaltig und dauerhaft verändert. Wenn die Wirtschaft nach der Krise wie zuvor läuft und der Verkehr wieder zunimmt, werden auch die Emissionen und der Lärm wiederkommen. Daher schlägt das Umweltbundesamt vor, Konjunktur-/Investitionspakete, die nach der Krise die Wirtschaft wieder in Gang bringen sollen, zu verbinden mit Nachhaltigkeitszielen wie ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimaschutz#alphabar">Klimaschutz</a>⁠, Ressourcenschonung, Emissionsminderungen und einer nachhaltigen Digitalisierung. Zudem sollte mit diesen Maßnahmen der europäische Green Deal verstärkt umgesetzt werden. Europa könnte zeigen, dass Strukturveränderungen in Richtung Klimaschutz und ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/n?tag=Nachhaltigkeit#alphabar">Nachhaltigkeit</a>⁠ möglich und vorteilhaft sind.</p><p>Mögliche Beispiele sind verstärkte Investitionen in den öffentlichen Verkehr oder in die Elektrifizierung von Fahrzeugen, um diese klimafreundlicher zu machen. Auch bei Gebäuden sind Langfrist-Investitionen in die nachhaltige Sanierung nötig. Und wir benötigen klimafreundlichen Wasserstoff aus erneuerbaren Energien, um die Dekarbonisierung der energieintensiven Industrien wie der Stahl- und Aluminiumindustrie zu ermöglichen. In allen diesen Bereichen können durch kluge Investition mit Weitsicht nach der Krise neue Jobs entstehen, die gleichzeitig der wirtschaftlichen Entwicklung und dem Umwelt- und Klimaschutz helfen. Wir brauchen aber auch Beratungs- und Unterstützungsangebote, die vor allem KMU (kleine und mittlere Unternehmen) den Weg aus der Krise über nachhaltigere Produkte, Dienstleistungen, Produktionsstrukturen etc. erleichtern, und auch Qualifizierungsangebote. Wichtig für einen nachhaltigen Weg aus der Krise sind aber auch die Kommunen, Städte und Regionen als wichtiger Nachfrager und Infrastrukturanbieter.</p>

Digitalisation and sustainability in the context of Germany’s Presidency of the Council of the European Union 2020

This report analyses the role of Germany’s Presidency of the Council of the European Union, which took place from 1 July until 31 December 2020, concerning the topics of digitalisation and sustainability. A document analysis of press releases, articles, and speeches as well as relevant background reports published during the German Council Presidency revealed that the discourse on digitalisation and sustainability revolved around three nexuses: 1. "Sustainable digitalisation", 2. "Digitalisation for sustainability", and 3. "Digitalisation and sustainability in silos". Discussions focused primarily on four areas: environment, transport and mobility, digital economy, and recovery. Based on the results of the analysis, we first suggest future priorities in these areas. Second, additional potential future priority areas are discussed, namely circular economy, energy systems, housing, and biodiversity. Third, we propose additional perspectives that might be relevant for future debates. Finally, we analyse the interlinkages between digitalisation and sustainability within the policy documents and how additional policy frameworks can be fruitfully included in future debates.

Reduzierung des Ressourceneinsatzes durch intelligente Fahrzeugkoordination Reduzierung des Ressourceneinsatzes durch intelligente Fahrzeugkoordination

Die juS.TECH AG aus Uelzen ist eine Unternehmensberatung und entwickelt Anwendungen im Feld der künstlichen Intelligenz mit Fokus auf nachhaltiger Digitalisierung. Als Schwerpunkt werden UseCases in kleinen und mittelständischen Unternehmen identifiziert, die mit wenig Mitteln einen großen Nutzen erzielen. Ein Kunde hat das Problem, dass Fahrzeuge aufgrund baulicher Gründe oder zu langer Wegstrecken nur bestimmte Rampen anfahren können. Daher kann es vor einzelnen Rampen zu Staus kommen. Dies ist sehr zeit- und kostenintensiv. Die besondere Herausforderung besteht darin, dass viele komplexe Vorgänge unter vielen verschiedenen Aspekten in einer sehr hohen Geschwindigkeit abgewogen werden müssen. Menschen stoßen hier aufgrund der Komplexität schnell an kognitive Grenzen. Die Planung der LKW muss demnach agil erfolgen, da Umweltfaktoren wie Staus, Pannen und Frachtkontrollen zu permanenten Störungen des geplanten Betriebsablaufes führen. Ein starrer Prozess oder eine lange Planung im Voraus ist deshalb nicht zielführend. Zur Lösung dieser Problemstellung ist ein Modell entwickelt worden, das komplexe Zusammenhänge in den Daten erkennt und Anwendern die Betrachtung spezifischer Zeiträume ermöglicht. Dieses Modell basiert auf den Methoden des Deep Learnings und wird durch erweiterte Zeitreihendaten (engl. „Time Series Data Augmentation“) stetig trainiert. Um auch Bilddaten in die Lösung mit einzubeziehen, werden Computer-Vision-Ansätze genutzt, die unter anderem erzeugende gegnerische Netzwerke (engl. „Generative Adversarial Networks“) verwenden. Im ersten Schritt sind dabei zur Modellerstellung alle möglichen Datenquellen untersucht worden. Dabei werden die verfügbaren Daten zentral auf einem Green-Cloud-Server zusammengeführt. Weitere Daten, die zur Verbesserung der Genauigkeit genutzt werden, sind digitale Frachtpapiere. Hier ist es ausreichend, diese erst bei der Einfahrt des LKWs zu scannen. Dabei werden in einem weiteren Schritt mithilfe der Kameraüberwachung die tatsächlichen Fahrwege, Rangierflächen und Ladevorgänge digital sichtbar gemacht, wodurch die Abgabe der Ladepapiere bei der Einfahrt auf das Gelände wird eine Prognose erstellt, wie lange der LKW eine Rampe blockieren wird. Die Ressourceneinsparung basiert darauf, dass im Prozess auftretende Störungen verringert werden. Die größte Störung für die Verspätung von LKW sind Autobahnstaus. Der entscheidende Datenpunkt im Prozess ist die tatsächliche Freigabe der Rampe für den nächsten LKW. Das heißt, dass der abfahrende LKW bereits die Rangierfläche verlassen hat und auch kein weiteres Fahrzeug die Rangierfläche belegen wird. Mithilfe dieses Wertes können anschließend die nachfolgenden anfahrenden LKW gesteuert werden. Sollte es zu Verzögerungen im tatsächlichen Ablauf kommen, die sich durch den Vergleich zur vorliegenden Planung erkennen lassen, so wird den folgenden Fahrzeugen eine eigens berechnete Durchschnittsgeschwindigkeit empfohlen. Dadurch kann nicht nur der Verbrauch während der Fahrt gesenkt werden, es entfallen auch die Wartezeiten vor dem Logistik-Hub. Besonders bei gekühlter Fracht führen Standzeiten zu einem deutlich erhöhten Ressourcenverbrauch. Mithilfe der aufgezeigten Lösung kann an Tagen mit besonders vielen Störfällen eine Ressourceneinsparung von bis zu 20 % realisiert werden. Da es sich bei Kraftstoff um einen teuren Betriebsstoff handelt, wird nicht nur ein positiver Beitrag zur THG-Bilanz geleistet, sondern es werden auch die Kosten gesenkt. Weitere Ressourceneinsparungen, die sich beiläufig ergeben, sind der verringerte Papierverbrauch, gesunkene Leerfahrten von Bereitstellungsfahrzeugen im Bereich der Container, weniger Rangierschäden an Fahrzeugen sowie ein gesunkener Energieverbrauch der in der Halle befindlichen Logistikfahrzeuge. Durch den Einsatz von Green-Cloud-Lösungen ist auch die THG-Bilanz auch bei steigender Datenmenge konstant.

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