Ein Team aus Forschenden der Universität Zürich und der Empa hat die Folgen des 5G-Mobilfunkstandards für das Klima analysiert. Klar ist: Mit der 5G-Technologie können Treibhausgasemissionen eingespart werden, da neue Anwendungen möglich werden und die Digitalisierung effizienter genutzt wird.

(cdh/empa) – Angesichts der Ratifizierung des Pariser Klimaschutzübereinkommens durch die Schweiz und des erklärten Ziels der Schweiz, bis zum Jahr 2050 klimaneutral zu werden, müssen auch die Auswirkungen der 5G-Mobilfunknetze auf die Treibhausgasemissionen der Schweiz betrachtet werden. Umgekehrt stellt sich bei der stetig zunehmenden Digitalisierung unserer Gesellschaft die Frage, welches Potenzial dieser digitale Wandel für den Klimaschutz hat. Ein Team aus Forschenden der Universität Zürich und der Empa hat im Auftrag des Wirtschaftsverbands swisscleantech und des Mobilfunkbetreibers Swisscom untersucht, welche Auswirkungen der 5G-Mobilfunkstandard auf die Treibhausgasemissionen haben wird. Die 2020 publizierte Studie kommt zum Schluss, dass die 5G-Technologie bei einer anzunehmenden künftigen Verachtfachung des Datenverkehrs effizienter ist und innovative Anwendungen ermöglicht, die zur Senkung der CO₂-Emissionen unserer Gesellschaft beitragen können. Beispiele sind das flexible Arbeiten, intelligente Stromnetze («Smart Grids») und die Präzisionslandwirtschaft. Auch das automatisierte Fahren, für das 5G-Technologien eine der Grundlagen sein werden, dürfte langfristig erhebliche Auswirkungen auf die verkehrsbedingten Treibhausgasemissionen haben.

Ein Studienautor zur Studie   Empa-Forscher Roland Hischier erklärt, welche Fragen die Studie zum 5G-Netzausbau beantwortet. Beitrag auf Deutschlandfunk, Geteiltes Wissen am 7. November 2020

Untersucht wurden die Energie- und Materialflüsse für den Aufbau und Betrieb der Infrastruktur eines 5G-Netzes sowie damit mögliche (neue) Anwendungen bis ins Jahr 2030. Ausgedrückt in Kilogramm CO₂-Äquivalent lassen sich dafür mittels Ökobilanz die Klimafolgen berechnen. Die Herstellung und Nutzung eines typischen Business-Laptops verursachen beispielsweise jährlich rund 32 kg CO₂-Äquivalente. Das 4G-Netz wird auch im Jahr 2030 noch bestehen, aber nur noch rund 20 Prozent des Datenverkehrs ausmachen. Die Studie zeigt, dass der Ausbau des 5G-Netzes und die benötigten neuen Endgeräte für neue Anwendungsmöglichkeiten auf dem 5G-Netz im Jahr 2030 Umweltbelastungen in einer Grössenordnung von 0,18 Megatonnen CO₂–Äquivalenten verursachen dürften. Andererseits bieten die untersuchten neuen Anwendungsmöglichkeiten gemäss den Empa-Forschern aber auch ein Einsparpotenzial von bis zu 2,1 Megatonnen CO₂-Äquivalenten.

Weniger CO₂, aber nur wenn...

Ein Grund für die klimafreundliche CO₂-Einsparung ist die grössere Energieeffizienz der 5G-Technologie. Das 5G-Netz im Jahr 2030 sollte pro transportierter Einheit Daten rund 85 Prozent weniger Emissionen verursachen als das heutige Mobilfunknetz. Hinzu kommen indirekte Einsparungen aufgrund neuer Nutzungsmöglichkeiten, wie intelligente Stromnetze oder neue Anwendungen in der Landwirtschaft mit einer gezielteren Nutzung von Dünger und Pflanzenschutzmitteln. Zudem unterstützt die noch raschere, zuverlässigere und (mengenmässig) viel grössere Datenübertragung flexibles Arbeiten und damit die Reduktion des Pendlerverkehrs und geschäftlicher Reisetätigkeiten.

Die Studie kommt deshalb zum Schluss, dass sich durch eine gezielte Nutzung der Möglichkeiten des 5G-Netzes für Anwendungen mit grossem Treibhausgas-Reduktionspotenzial die Treibhausgasemissionen bis zum Jahr 2030 in der Schweiz erheblich verringern lassen. Das gesamte Einsparpotenzial im Rahmen der in dieser Studie untersuchten Anwendungen ist deutlich höher als die durch die 5G-Netze verursachten Treibhausgasemissionen plus die Emissionen durch die zusätzlichen (also nicht 5G-spezifischen) Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT), die für die untersuchten Anwendungen benötigt werden. Die Empa-Forschenden weisen aber auch darauf hin, dass Massnahmen auf zwei Gebieten erforderlich sind, um die 5G-Technologie für den Klimaschutz einzusetzen. Erstens sollten die durch die IKT verursachten Treibhausgasemissionen niedrig gehalten werden, und zweitens sollte die Vermeidung der Treibhausgasemissionen durch die untersuchten Anwendungen im Verkehr, in der Energieversorgung und der Landwirtschaft durch geeignete Rahmenbedingungen unterstützt werden. Zu fördern sind also flexible Arbeitsmodelle, neue Mobilitätsdienstleistungen, erneuerbare und dezentrale Energiequellen sowie landwirtschaftliche Methoden, die eher von digitalisierungsgestützter Präzision als von Skaleneffekten profitieren.