{"id":9929,"date":"2023-03-30T07:00:39","date_gmt":"2023-03-30T05:00:39","guid":{"rendered":"https:\/\/fmd-insight.de\/?p=9929"},"modified":"2025-08-19T10:50:51","modified_gmt":"2025-08-19T08:50:51","slug":"ressourcenbewusste-mikroelektronik-green-ict","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/news\/interviews\/ressourcenbewusste-mikroelektronik-green-ict\/","title":{"rendered":"Ressourcenbewusste Mikroelektronik<\/strong> | \u00dcber die Bedeutung gr\u00fcner IKT"},"content":{"rendered":"\n
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Im Interview: Dr. Lutz Stobbe vom Fraunhofer IZM<\/strong><\/p>\n<\/div><\/div><\/div> \n <\/div>\n\n \n <\/div>\n\n\n

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Anfang M\u00e4rz lud das Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung zur digitalen Fachtagung \u00bbGreen ICT 2023 \u2013 Nachhaltige Informations- und Kommunikationstechnologien<\/a>\u00ab ein. Im Vorfeld dieser Konferenz sprach RealIZM mit Dr. phil. Lutz Stobbe, Leiter des Projekts \u00bbGreen ICT @ FMD\u00ab am Fraunhofer IZM<\/a>, dar\u00fcber, wie digitale Technologien in Zukunft gr\u00fcner werden<\/strong> k\u00f6nnen.<\/p>\n

Das ver\u00f6ffentlichte Interview stammt von RealIZM, dem Wissenschaftsblog des in der FMD kooperierenden Fraunhofer-Instituts Fraunhofer IZM.<\/p>\nZum RealIZM-Blog<\/a>

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Das Projekt \u00bbGreen ICT @ FMD\u00ab ist \u00fcberschrieben mit dem Claim Kompetenzzentrum f\u00fcr ressourcenbewusste IKT. Welchen konkreten Beitrag liefert das Fraunhofer IZM, um Elektronik so energie- und ressourceneffizient wie m\u00f6glich gestalten zu k\u00f6nnen?<\/p>\n<\/div>

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Dr. phil. Lutz Stobbe: Die beteiligten Fraunhofer-Institute entwickeln in der Regel neue Technologien, Features und Prozesse, die intrinsisch schon energieeffizienter sind. Bei dem Projekt \u00bbGreen ICT @ FMD<\/a>\u00ab besteht die Aufgabe darin, die technische Expertise der Fraunhofer-Institute aus \u00f6kologischer Sicht zu bewerten und darzustellen.<\/p>\n

Statt neue Prozesse und Systeme zu entwickeln, werden die existierenden Technologien sowie die Labor- und Testm\u00f6glichkeiten in Bezug auf das Thema Energie- und Ressourceneffizienz untersucht. Ziel ist es, die technische Entwicklung mit einer Umweltbewertung zu kombinieren. Eines der gro\u00dfen Projektziele ist, ein System-Modell f\u00fcr die \u00f6kologische Bewertung von Elektronik abzuleiten.<\/p>\n<\/div>

Von wem soll das System-Modell zur Umweltbewertung von Elektronik eingesetzt werden?<\/p>\n<\/div>

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Wir beobachten aufseiten der Industrie eine zunehmende Nachfrage nach Tools und Kompetenzen, mit deren Hilfe neutral und pr\u00e4zise Berechnungen durchgef\u00fchrt und eine Vergleichbarkeit geschaffen werden kann. Die Unternehmen stehen vor der Herausforderung bei (neuen) Produkten die Umwelteigenschaften im Rahmen von Umwelt-Labels und auch gesetzlichen Anforderungen wie z. B. die Europ\u00e4ische \u00d6ko-Design-Richtlinie\u00a0nachzuweisen.<\/p>\n

Dieser Nachweis muss zugleich \u00f6konomisch erschwinglich sein. Es w\u00e4re viel zu aufwendig, wenn jedes Unternehmen \u2013 vor allem kleine mittelst\u00e4ndische Betriebe \u2013 eigene Methoden und Verfahren entwickelt und Testlabore vorh\u00e4lt. Mit dem Kompetenzzentrum f\u00fcr ressourcenbewusste IKT soll daher ein Angebot geschaffen werden, das diese Expertise zur Verf\u00fcgung stellt und mit der Bewertung der \u00d6kobilanz auch Anregungen gibt, wie man Sachen noch besser machen kann. Die \u00d6kobilanzierung ist ein wichtiger Schritt hin zum \u00d6ko-Design und zur Verbesserung des Produktes.<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n

Statt wie bisher nur auf die Fortschritte bei der technischen Entwicklung zu fokussieren, ist es unser Ziel, auch deren Umweltwirkungen zu bewerten und genau zu quantifizieren. Wenn es uns gelingt, mit einer vereinfachten \u00d6kobilanz aufzuzeigen, wie sich technischer Fortschritt bei Projekten in Bezug auf den \u00f6kologischen Fu\u00dfabdruck auswirkt, dann wissen wir auch, wie \u00bbgr\u00fcn\u00ab Technologien sind.<\/p>Dr. Lutz Stobbe<\/a> | Fraunhofer IZM<\/cite><\/blockquote><\/figure>\n\n\n\n

Wie wird der Wissenstransfer von der Theorie zur praktischen Anwendung aufseiten der Industrie in diesem Projekt sichergestellt?<\/p>\n<\/div>

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Die Fraunhofer-Gesellschaft steht f\u00fcr angewandte Forschung und interagiert immer sehr eng mit der Industrie und Projektpartnern. Themen, Fragestellungen und Herausforderungen unserer Partner werden durch unsere Forscher:innen aufgenommen und adressiert. Die Projektstruktur bei \u00bbGreen ICT @ FMD\u00ab ist daher so angelegt, dass Unternehmen fr\u00fchzeitig f\u00fcr sogenannte Referenzprojekte einbezogen werden.<\/p>\n

Die Industriepartner sind eingeladen, anhand von konkreten Beispielen die Expertise und Testbeds auszuprobieren und Bewertungen zu machen. Mit diesem Ansatz wird getestet, ob das Angebot, das wir sp\u00e4ter global zur Verf\u00fcgung stellen wollen, auch funktioniert und ausgereift ist. Hinzu kommt ein Beraterkreis, bestehend aus Unternehmensvertreter:innen, die langj\u00e4hrige Erfahrung mit dem Thema \u00d6kobilanzierung haben und aus der Praxis heraus Hinweise geben k\u00f6nnen.<\/p>\n<\/div>

Gemeinsam mit den Projektpartnern analysiert und bewertet das Fraunhofer IZM die \u00d6kobilanz elektronischer Produkte sowie IKT-Infrastrukturen in den drei Bereichen: Sensor-Edge-Cloud, energiesparende Kommunikationsinfrastrukturen und ressourcenoptimierte Elektronikproduktion.\u00a0Wie kam es zur Auswahl genau dieser drei Themenschwerpunkte?<\/p>\n<\/div>

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Um dieses gro\u00dfe Themenfeld IKT adressieren zu k\u00f6nnen, haben wir uns zun\u00e4chst den unmittelbaren Bedarf in Deutschland angesehen. Laptops, Monitore, Fernseher kommen heute \u00fcberwiegend aus Asien. Sensoren, die u.a. in Fertigungsbetrieben, im Maschinen- und Fahrzeugbau und in der Logistik eingesetzt werden, stammen aus Deutschland bzw. Europa.<\/p>\n

Sensoren sind wichtige Datenquellen, die zum Teil autark und somit energieeffizient arbeiten und zugleich \u00fcber eine gewisse Intelligenz (= Sensor Edge Cloud) verf\u00fcgen. Die Sensordaten werden aggregiert, (vor-) auswertet und geben erste Feedbackloops, um z.B. eine Aktorik zu bedienen. Dieses Thema ist aus unserer Sicht sehr stark in der deutschen Fertigungs- und Elektronikindustrie, die Produkte herstellt, pr\u00e4sent. Es lag daher nahe, dass wir uns auf das\u00a0Forschungsthema Sensor Edge Cloud\u00a0fokussieren.<\/p>\n

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Der zweite Forschungsschwerpunkt ist der Bereich\u00a0Kommunikationsinfrastruktur. Wir beobachten, dass viele Endger\u00e4te immer noch Daten direkt verarbeiten und speichern. Fakt ist aber auch, dass sich viele dieser Informationen deutlich effizienter in gro\u00dfen Rechenzentren rechnen lassen. Dort k\u00f6nnen Distanzen abgebaut und Dinge aggregiert werden. F\u00fcr diese sogenannte Virtualisierung sind sehr potente Kommunikationsnetze n\u00f6tig. Experten sch\u00e4tzte, dass in Rechenzentren heute mehr als 70 Prozent aller digitalen Daten prozessiert und gespeichert werden.<\/p>\n

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Das dritte zentrale Forschungsthema ist die\u00a0ressourceneffiziente Elektronikproduktion. In der Vergangenheit wurde vor allem auf den Stromverbrauch der Ger\u00e4te geschaut. Bei kleinen elektronischen Produkten wie z. B. Smartphones, stellt jedoch nicht deren Stromverbrauch die gr\u00f6\u00dfte Umweltlast dar, sondern deren Herstellung und die darin verbauten Halbleiter. Bei der Herstellung eines heute durchschnittlichen Smartphones betr\u00e4gt der \u00f6kologische Fu\u00dfabdruck zirka 70 kg CO₂ und in der Nutzungsphase weniger als 10 kg CO₂. D.h. \u00fcber 80 % der Umweltwirkung geht auf die Herstellung des Produktes zur\u00fcck. In \u00e4hnlicher Weise verh\u00e4lt es sich bei allen IKT-Ger\u00e4ten, die relativ wenig Energie (< 20 Watt) aufnehmen.<\/p>\n

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Bei gro\u00dfen Telekommunikationssystemen und Servern haben Speicherchips zum Beispiel eine immense Umweltwirkung. Zum einen m\u00fcssen sehr gro\u00dfe Fl\u00e4chen an Halbleitern produziert werden. Zum anderen sind f\u00fcr die Herstellung von Halbleitern Reinr\u00e4ume, Materialien, Sonder-Chemikalien und technische Gase notwendig, die wiederum Immissionen \u2013 klimasch\u00e4dliche Emissionen \u2013 freigeben k\u00f6nnen. Die Halbleiter-Produktion hat eine sehr hohe Umweltwirkung.<\/p>\n<\/div>Zur Green ICT @ FMD-Projektwebseite<\/a>

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Wenn sich das Projekt auf den Anfang der Herstellungskette fokussiert, wo konkret f\u00e4ngt diese an?<\/p>\n<\/div>

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Richtig, wir fangen vorne an. In meiner\u00a0Arbeitsgruppe Sustainable Networks and Computing\u00a0haben wir eine\u00a05-K-Methode entwickelt, die wir jetzt auch sukzessive den Kollegen:innen in der Fraunhofer-Gemeinschaft vermitteln.<\/p>\n

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Es handelt sich um einen Leitfaden, wie man Umweltbewertungen durchf\u00fchren und sp\u00e4ter auch optimieren kann. Der 5-K-Leitfaden unterst\u00fctzt sowohl bei der \u00f6kologischen Bewertung eines Systems als auch bei der gezielten Analyse, was verbessert werden kann.<\/p>\n

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Zun\u00e4chst wird die\u00a0Kapazit\u00e4t\u00a0des Ger\u00e4tes ermittelt: Welche Performance und Leistung sollen erreicht werden? Die Idee dabei ist, den Anwendungsfall so genau wie m\u00f6glich zu definieren und somit zu vermeiden, dass Ger\u00e4te \u00fcberdimensioniert sind. Ein Ger\u00e4t sollte nicht mehr k\u00f6nnen als es eigentlich machen soll.<\/p>\n

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Dann wird gepr\u00fcft, unter welchen r\u00e4umlichen, klimatischen und nutzungsbezogenen Randbedingungen (Konditionen) das System zum Einsatz kommen soll: Was ist das Lastprofil? Ist der Produktlebenszyklus auf ein einmaliges Ereignis oder auf eine Zeitdauer von f\u00fcnf oder zehn Jahren ausgelegt? Ist es erforderlich, das Ger\u00e4t modular aufzubauen, so dass bei Bedarf Teile ausgetauscht werden k\u00f6nnen?<\/p>\n

Erst an dritter Stelle wird die\u00a0Konfiguration\u00a0beleuchtet: Was sind die Hauptelemente eines Produktes und wie interagiert das Produkt mit der Infrastruktur? Gibt es zum Beispiel einen Link zu einer Funkstation? Diese Konfiguration \u2013 Systemarchitektur \u2013 muss und kann gezielt geplant werden. Wir ber\u00fccksichtigen bei Funksystemen, welches Link-Budget erreicht werden muss, um die Sendeleistung pr\u00e4zise zu bestimmen.<\/p>\n

An vierter Stelle stehen die\u00a0Komponenten\u00a0eines Produktes: Hardware-Komponenten, die elektrischen Strom aufnehmen und aus Materialien gefertigt werden m\u00fcssen, und Software-Komponenten, die das Ein- und Ausschalten erm\u00f6glichen und das Energiemanagement steuern.<\/p>\n

Das f\u00fcnfte K steht f\u00fcr\u00a0Kontrolle. Darunter verstehen wir einerseits den operativen Betrieb und das Power-Management. Andererseits stellen wir auch die Kontrollfrage, welche neuen m\u00f6glichen Einsatzszenarien w\u00e4ren durchzurechnen. Wir verstehen das als Sensitivit\u00e4tsanalyse.<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n

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©<\/span>Fraunhofer IZM<\/div><\/div>\n<\/div><\/div>\n

Das Projekt \u00bbGreen ICT @ FMD\u00ab l\u00e4uft bis 2026. Welche konkreten Aktivit\u00e4ten wurden bereits umgesetzt und sind innerhalb des ersten Jahres geplant?<\/strong><\/p>\n

\u00bbDer Schwerpunkt unserer Aktivit\u00e4ten in diesem Jahr ist die Wissensvermittlung. Wir haben daher Anfang dieses Jahres f\u00fcr alle Fraunhofer-Kolleg:innen drei Workshops angeboten, in denen wir die theoretischen Grundlagen der \u00d6kobilanzierung vermittelt haben. Ferner haben wir aufgezeigt, wie man eine vereinfachte Umweltbewertung f\u00fcr die Herstellungs- und auch die Nutzungsphase eines IKT-Produktes durchf\u00fchren kann: welche Daten m\u00fcssen erfasst und zusammengestellt werden, welche Herausforderungen ergeben sich dabei und welche Informationen erh\u00e4lt man (nicht) aus Datenbanken? Dieses Weiterbildungsangebot ist auf sehr gro\u00dfes Interesse gesto\u00dfen und wir haben sehr gutes Feedback erhalten.<\/p><\/blockquote>\n<\/div><\/div><\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n\n\n\n

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Zudem macht das Fraunhofer IZM die Begleitforschung f\u00fcr alle anderen Green-ICT-Projekte des BMFTR (vormals BMBF). Den Projektverantwortlichen vermitteln wir derzeit in einer Workshop-Reihe, wie eine Umweltpotenzialanalyse durchzuf\u00fchren ist. Ferner sind wir mit der Realisierung einer Umweltpotenzialanalyse f\u00fcr Deutschland beauftragt. Hierzu sollen wir einen 10-Jahres-Ausblick geben, wie entwickelt sich die IKT marktbezogen in Deutschland: welchen CO₂-Fu\u00dfabdruck hat die IKT angefangen von den Endger\u00e4ten wie Smartphones und Laptops \u00fcber die Telekommunikationsnetze und Rechenzentren bis hin zu Industrieanwendungen?<\/p>\n

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Von gro\u00dfem Interesse ist dabei, wie gro\u00df ist das Verh\u00e4ltnis des \u00f6kologischen Fu\u00dfabdrucks zwischen dem Herstellungsprozess und der Nutzungsphase ist. Wir wollen herausfinden, wo eigentlich die Schwerpunkte liegen. Ziel ist aufzuzeigen, wo und was m\u00f6glicherweise verbessert werden kann. Hierzu modellieren wir Daten und k\u00f6nnen auf Erfahrungen aus vergangenen Projekten aufbauen. Zus\u00e4tzlich sind wir dabei, verschiedene Lehr- und Lernvideos zu erstellen und eine\u00a0Studierenden-Akademie<\/a> aufzubauen.<\/p>\n

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Zudem stehen wir in engem Austausch mit unseren eigenen Fachabteilungen. Dort beginnen wir mit dem Aufbau des Testbetriebes: welche Laborinfrastruktur gibt es, mit welchen Komponenten und Materialien wird gearbeitet, wie k\u00f6nnen dort Messtechniken und Umweltbewertungen sinnvoll integriert werden? Mittelfristig bauen wir bei Fraunhofer eine Umwelt- und \u00d6kobilanz-Datenbank auf, so dass zuk\u00fcnftig die Bewertung eines Prozesses, eines Produkts und einer Technologie schneller geht. Ziel ist, auf belastbare Daten zur\u00fcckgreifen zu k\u00f6nnen und nicht jedes Mal, das Rad neu zu erfinden.<\/p>\n<\/div><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Das Projekt \u00bbGreen ICT @ FMD\u00ab ist \u00fcberschrieben mit dem Claim Kompetenzzentrum f\u00fcr ressourcenbewusste IKT. Welchen konkreten Beitrag liefert das Fraunhofer IZM, um Elektronik so energie- und ressourceneffizient wie m\u00f6glich gestalten zu k\u00f6nnen?<\/p>\n","protected":false},"author":123,"featured_media":12986,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":true,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[9],"tags":[],"class_list":["post-9929","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-interviews"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/9929","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/123"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=9929"}],"version-history":[{"count":10,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/9929\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":31448,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/9929\/revisions\/31448"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/12986"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=9929"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=9929"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=9929"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}