Der Beitrag der IT zu mehr Nachhaltigkeit in Unternehmen

Nachhaltigkeit beschreibt die Fähigkeit, langfristig erfolgreich in einer vergleichbaren Qualität innerhalb der Grenzen der Erde agieren zu können. Eine Wirtschaftsweise ist ökonomisch nachhaltig, wenn sie dauerhaft und wirtschaftlich erfolgreich betrieben werden kann. Soziale Nachhaltigkeit beschreibt die Wirkung auf Menschen und Gesellschaft in einem akzeptierten sozialen Rahmenwerk. Sie umfasst solche Themen wie Einhaltung der Menschenrechte, keine Kinder- oder Zwangsarbeit, Transparenz und Partizipation, Arbeitssicherheit, faire Löhne und Gleichberechtigung. Ökologische Nachhaltigkeit fordert, die natürlichen Lebensgrundlagen nur in dem Maße zu beanspruchen, wie sie sich selbst regenerieren oder sie regeneriert werden können. Letztere soll im Mittelpunkt dieses Artikels stehen.

Der Beitrag von Informations- und Kommunikationstechnologie kann unterschieden werden in IT, die in physische Wertschöpfungsprozesse hineinwirkt, und solcher, die keine physische Entsprechung hat. Innerhalb der physischen Wertschöpfungsprozesse gibt es einerseits betriebliche, z. B. Herstellungs‑, Logistik‑, Recyclingprozesse in Unternehmen oder über Unternehmensgrenzen hinweg, und eher infrastrukturelle Operationen bei Energie‑, Wasser- und sonstigen Versorgern. Bei den betrieblichen Prozessen wiederum ist eine Matrix möglich, welche die drei Ebenen Strategie, Taktik und Operatives mit den Nachhaltigkeitsmaßnahmen Effizienz, Konsistenz und Suffizienz kreuzt (siehe Abb. 2). Informationstechnologie ist folglich ein „Enabler“ für viele Nachhaltigkeitsmaßnahmen.

Der Reifegrad eines Unternehmens lässt sich dabei anhand der Umsetzung der folgenden drei Maßnahmenkomplexe beurteilen (in Abb. 2 grün umrandet):

In der Praxis setzen Unternehmen Nachhaltigkeitsmaßnahmen häufig beginnend bei den rechtlichen Anforderungen zur Risikominimierung auf Ebene 1 um. Realisierte Maßnahmen auf allen drei Ebenen bedeuten den höchsten Reifegrad eines Unternehmens [6]. Auf jeder dieser Ebenen hilft IT, die Ziele zu erreichen. Der heutige Stand der Technik ist häufig die unmittelbare Voraussetzung für ökologisch nachhaltiges Produzieren, Beschaffen und Liefern.

Software für Umweltmanagement, für Environment, Health and Safety (EH&S), für Zertifikatsverwaltung und für Herkunftsverfolgung werden auf der Reifegradebene 1 eingesetzt, um Unternehmen zu helfen, die gesetzlichen Vorgaben einzuhalten. Die unmittelbar für Umweltschutzbelange genutzte Software unterstützt die Visualisierung und das Management von Umweltdaten, die Modellierung von Umweltprozessen, die Durchführung von Umweltschutzmaßnahmen, eine Messdatenerfassung und Auswertung, die Ökobilanzierung, die Nachverfolgung von Nachhaltigkeitsinformationen sowie den Handel mit CO₂-Zertifikaten. Die konsistente und dokumentierte Datenerfassung und -haltung erleichtert den externen Prüfprozess als flexible und erweiterbare Grundlage für neue regulative Berichtspflichten.

Begleitende IT-Lösungen für Organisationsprozesse helfen, Nachhaltigkeit in Unternehmen umzusetzen. So können durch Telearbeit und Videokonferenzen verkehrsbedingte CO₂-Emissionen deutlich gesenkt werden. „Smart Living“ ist nicht mehr nur ein Heimspielzeug für begeisterte Nerds, sondern hilft Energie für Klimatisierung und Beleuchtung auch in Büros zu reduzieren. Informationstechnologie liefert das Fundament für die Verwaltung von Big Data oder als Blockchain-Technologie, die dezentrale integrierte Logistikorganisationen unterstützt, um ökologisch nachhaltiger zu werden.

Detaillierte Transparenz, basierend auf verlässlichen und zeitnahen Daten, ist die Grundlage für alle drei Einflussebenen von Digitalisierung auf nachhaltigere Wertschöpfungsprozesse. Durch die technologischen Fortschritte spielt IT für Analytics eine immer größere Rolle zum Erkenntnisgewinn in der Umgestaltung und Optimierung von Prozessen, z. B. in Form von Datenanalyse und KI. So wird KI beispielsweise in der Analyse von Retourengründen im Versandhandel eingesetzt, um durch eine bessere Kundeninformation die Gesamtzahl der Retouren zu reduzieren, was wiederum die Umweltbelastung senkt.

Im Bereich der urbanen Mobilität werden „Car- oder Ride-Sharing“-Plattformen als attraktive Alternative zum Besitz eines Autos immer stärker genutzt. Hierbei bietet die digitale Vernetzung für den Teilnehmer die Möglichkeit, nur für die Nutzung eines Autos zu zahlen, ohne eine sonst notwendige Fahrzeuginvestition machen zu müssen. Gleichzeitig erhöht die kontinuierliche Optimierung der Verfügbarkeit den Auslastungsgrad des einzelnen geteilten Autos. Damit wird mit weniger Fahrzeugen die gleiche Anzahl an Personenkilometern geleistet. Der nächste Entwicklungsschritt der Mobilität wird die digitale Integration von multimodaler Mobilität zwischen Individual- und öffentlichen Transportmöglichkeiten sein, z. B. die Synchronisation eines S‑Bahn-Fahrplans und einer BlaBlaCar-Mitfahrgelegenheit. Die erweiterte Analyse von Verkehrsströmen ermöglicht Anbietern von (Car‑, Bike‑)Sharing-Angeboten, die Orte der Leihstationen und die Zahl bereitgestellter Fahrzeuge zu optimieren und so das ökologisch nachhaltige Angebot noch attraktiver zu gestalten.

Wege zur ökologischen Nachhaltigkeit sind vor allem Effizienz, Konsistenz und Suffizienz.

Unternehmen können Wertschöpfungsprozesse auf strategischer, taktischer und operativer Ebene ökologisch nachhaltiger entwickeln. Strategische Maßnahmen sind z. B. die Gestaltung von Lieferverträgen und das optimale Design von Lieferketten nach Kriterien wie Anzahl der Partner, Entfernungen, Transportwege und Liefermengen. Auf der taktischen Ebene spielt die ganzheitliche Planung und Optimierung innerhalb der strategisch vorgegebenen Rahmenbedingungen eine wichtige Rolle. Zu operativen Maßnahmen gehören die Optimierung von konkreten Fahrten oder die Vermeidung von Leerfahrten.

Die Maßnahmen auf den unterschiedlichen Ebenen greifen ineinander. So kann die effizienzbezogene Maßnahme der Optimierung von Transportmengen strategisch durch eine bessere Lieferantenauswahl oder neue Produktionstechnologien wie 3‑D-Druck erfolgen. Planerische Volumenbündelung in der Nachschubsteuerung ist eine taktische Maßnahme, die operativ durch die Reduzierung von Leerfahrten durch Nutzung von Logistikplattformen ergänzt werden kann.

Gleiches gilt für die konsistenzbezogene Maßnahme der Verminderung der Transportschädlichkeit. Auf der strategischen Ebene kann Wechsel auf umweltfreundlichere Transportmittel dazu beitragen, während taktisch zum Beispiel Beschaffungsstrategien genügend Zeit für kürzere oder emissionsfreie Transportketten gewähren und Eiltransporte mit dem Flugzeug vermeiden. Auf der operativen Ebene tragen eine schonende Fahrweise und das Einhalten von Routensanktionen (Gefahrgut, Lärmschutz) zur Verminderung der Transportschädlichkeit bei.

Durch das IT-optimierte Liefernetzwerkdesign wird nicht nur die Umwelt geschont, sondern es lassen sich erhebliche Kostenvorteile erzielen. Die Firma Bosch erhielt im Jahr 2017 den Logistikpreis des Bundesverbands für Logistik für die geschäftsbereichsübergreifende Optimierung ihres weltweiten Transportnetzwerks aus 20.000 aktiven Lieferanten, 270 Fertigungswerken, 800 Lagerstandorten und 250.000 Kunden. Dabei wurden 15 % der Logistikkosten eingespart [7]. Derartig komplexe Optimierungen sind erst durch die heute verfügbare leistungsfähige Hardware und Software zeitnah zu errechnen.

Dezentralisierungsstrategien mithilfe von 3‑D-Druck machen Transporte wesentlich kompakter und vermeiden die Nachteile kleiner, seltener Liefermengen und die damit verbundene Lagerhaltung (Tab. 1).

Erst die leistungsfähige IT ermöglicht, die Nachschubsteuerung zwischen Vertragspartnern in der Logistikkette flexibel zu vereinbaren. Anstelle einer Lieferung in einer bestimmten Menge zu einem bestimmten Zeitpunkt erhalten beide Partner Einblick in die Bedarfs- und Bestandsliste des Partners und können in einem zeitlichen Lieferintervall eine variable Menge liefern, sodass die Interessen beider Partner gewahrt bleiben. Zusätzliche Fahrten und teure Produktwechsel auf der Produktionslinie werden vermieden. Die technischen Systeme zur sensorischen Erfassung der Lagerbestände, zur Abbildung der Komplexität im ERP(Enterprise Ressource Planning)-System, zur mathematischen Optimierung der Produktion und die nötigen Bandbreiten für die Datenübertragung existieren heute. Häufig stehen jedoch noch „politische“ Erwägungen und gefühlte Marktmacht der Geschäftspartner einem ökonomisch sinnvollen Umschalten von einer Punktbestellung zu einer bedarfsgenauen Echtzeitnachschubsteuerung innerhalb von als Intervall definierten Freiheitsgraden für den Lieferant im Wege.

Lösungen, die Gebäudeinfrastruktur, Intralogistik und Beschaffungsplanung kombinieren, sparen bedarfsbezogen Energie für Klimatisierung und Beleuchtung im Intralogistikbereich, und solche zur optimalen Transportmittelwahl reduzieren Emissionen (Tab. 2).

Moderne cloudbasierte Logistikmarktplätze und Transportvermittlungsplattformen wie Uber Freight tragen zu einer geringeren Quote von Leerfahrten bei und helfen bei der nachhaltigen operativen Entscheidung, ein Gut zum Bestimmungsort zu liefern. Routenplaner, Verpackungsoptimierungs- und Ladungsoptimierungssoftware tragen ebenso zu einer Verringerung der Umweltschädlichkeit von Produktions- und Logistikprozessen bei (Tab. 3).

Nicht einem Betrieb zuzuordnende Wertschöpfungsprozesse werden flankiert durch IT-gestützte Maßnahmen für die integrierte und verbraucherübergreifende Optimierung von Energie und Ressourcen beispielsweise in Form von „smart grids“, intelligenten Steuerungen sowie Algorithmen für Last- und Energieprognosen. Gleiches gilt für weitere Ressourcen und Infrastrukturen wie z. B. Wasser, Abwasser, Dampf, Fernwärme, Verkehrsinfrastruktur, Informationsinfrastruktur etc. Auch bei diesen Infrastrukturen trägt IT zu einer schonenderen Nutzung von Ressourcen bei.

Natürlich ist IT nicht ohne negativen Einfluss auf die Ökologie. Der Verbrauch an elektrischer Energie der gesamten deutschen Industrie war in 2018 nur etwa 21-mal so hoch wie der Stromverbrauch in Googles Rechenzentren (10,6 TWh zu 227 TWh) [8, 9]. Auch ist die Gewinnung benötigter Rohstoffe wie Lithium oder Gold mit nachteiligen Auswirkungen auf die Umwelt verbunden. Eine kritische Auseinandersetzung, die den Rahmen dieses Artikels sprengen würde, ist folglich nötig. Bezieht man jedoch den Gesamtenergieverbrauch in den Sektoren Industrie, Verkehr, Handel und Dienstleistungen über alle Energieträger hinweg (das sind in Deutschland 1862 TWh im Jahr 2018) auf den gesamten ITK-bezogenen Energieverbrauch in Deutschland (39,6 TWh im Jahr 2017 nach [10]) über alle Sektoren hinweg, so wird deutlich, dass hier die positiven Effekte deutlich größer als die negativen sein können.

Weltweit sieht die GeSI-Studie „Smarter2030“ das CO₂-Vermeidungspotenzial im Jahr 2030 durch den smarten Einsatz von IT um den Faktor 9,7 größer als die durch IT-Nutzung verursachten direkten Emissionen [11].

Moderne IT-Produkte sind „Enabler“ für eine bessere ökologische Nachhaltigkeit. Gewachsene technische Ressourcen wie RAM und CPU-Leistung ermöglichen intelligente Datenauswertungen, das Finden von Regeln, das operative Optimieren von Abläufen in Abhängigkeit von geänderten Bedarfs- und Verkehrssituationen sowie ganz neue Beschaffungskonzepte. Sie sind nicht nur nachhaltig im ökologischen Sinne, sondern auch ökonomisch. KI-basierte Verfahren werden künftig zu einer weiteren Verbesserung beitragen und ganzheitlich optimale Entscheidungen unterstützen. Gewachsene Bandbreiten der Datenübertragung und preiswerte Sensoren fördern automatisierte und ökologisch optimierte Prozesse.

Kommende ökologische Herausforderungen und die dadurch entstehenden Kosten und Risiken werden mit den heute möglichen Maßnahmen wechselwirken. Hier sind beispielsweise die Auswirkungen des Klimawandels, neuer Richtlinien bzgl. Umweltverträglichkeit, die in einigen Bereichen eintretende Ressourcenverknappung und der Wandel des verfügbaren Energiemixes zu nennen. Aber auch diesen Veränderungen ist mit moderner IT besser zu begegnen.

Künftige ökonomische Herausforderungen werden mit den Nachhaltigkeitsbemühungen interferieren. Die Globalisierung bzw. auch die mit Blick auf Pandemierisiken erfolgende De-Globalisierung, Handelskriege, veränderte Technologien, Automatisierung und Dezentralisierung mit einhergehenden neuen Wirtschaftsmodellen, Monopolisierung mit einhergehender Machtkonzentration und Marktveränderung sind Herausforderungen, bieten jedoch auch Chancen für mehr Nachhaltigkeit.

Und schließlich werden kommende soziale Veränderungen neue Anforderungen an die IT der Zukunft stellen, wie beispielsweise die Zukunft der Arbeit, ein sich veränderndes Konsumverhalten, höhere Erwartungen an schnelle Verfügbarkeit, der demografische Wandel, Erwartungen an Work-Life-Balance, Urbanisierung und zunehmende Sicherheitsrisiken.

Es bleibt also spannend für unsere Zukunft. Die technologischen Mittel für die kommenden Herausforderungen sind vorhanden.