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Eine Studie der Boston Consulting Group liefert interessante Erkenntnisse zum Einsatz künstlicher Intelligenz. Foto: BCG

Wirtschaft Partner Inhalt: Boston Consulting Group (BCG)

Daten als wichtigstes Werkzeug gegen den Klimawandel

Das Potenzial von künstlicher Intelligenz im Kampf gegen den Klimawandel ist enorm – sie kann Emissionen messen, reduzieren und sogar aus der Atmosphäre entfernen.

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Daten als wichtigstes Werkzeug gegen den Klimawandel

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Es war einmal… der Tschadsee. Mehr als 25 000 Quadratkilometer umfasste das Gewässer im Herzen Afrikas in den 1970er-Jahren – eine Fläche, so gross wie die Kantone Graubünden, Bern, Wallis, Waadt und Tessin zusammen. Heute ist der Tschadsee auf gerade mal 2500 Quadratkilometer geschrumpft. Die Auswirkungen des Klimawandels werden immer deutlicher – von jahrelangen Dürren bis hin zu zerstörerischen Stürmen.

Künstliche Intelligenz (KI oder engl. AI) kann ein sehr wirksames Werkzeug im Kampf gegen die grösste globale Herausforderung der Neuzeit sein. Sie lässt sich dazu verwenden, Emissionen zu messen, die Auswirkungen von Treibhausgasen zu reduzieren und sogar vorhandene Emissionen aus der Atmosphäre zu entfernen.

Nützliches Instrument

Immer mehr Entscheider in Unternehmen, Politik und Verwaltung erkennen die Möglichkeiten, wie eine aktuelle Umfrage der Boston Consulting Group (BCG), einer der führenden Unternehmensberatungen, ergeben hat. Danach sehen 87 Prozent der weltweiten Führungskräfte im öffentlichen und im privaten Sektor, die in ihrer Organisation für Klima- oder KI-Themen zuständig sind, künstliche Intelligenz inzwischen als nützliches Instrument gegen den Klimawandel. 43 Prozent wollen die Zukunftstechnologie konkret zur Erreichung ihrer Klimaziele einsetzen.

Die Ergebnisse der Umfrage wurden in der Studie «How AI Can Be a Powerful Tool in the Fight Against Climate Change» veröffentlicht, die BCG gemeinsam mit der Initiative «AI for the Planet» initiiert hat. Letzere wurde von Startup Inside, der AI for Good Foundation, BCG und mehreren UN-Organisationen gegründet. Die Allianz fördert den Einsatz von künstlicher Intelligenz und Advanced Analytics zur Bewältigung der globalen Klimakrise.

Was ist künstliche Intelligenz?

KI ist eigentlich keine Technologie, sondern ein Sammelbegriff für maschinelles Lernen. Eine Software erkennt Zusammenhänge auch in sehr grossen Datenmengen, zieht daraus logische Schlüsse und trifft präzise Zukunftsprognosen. Die Daten können dabei über ganz unterschiedliche Schnittstellen erfasst werden, beispielsweise auch über Sprach- oder Bilderkennung. «Die einzigartige Fähigkeit von KI, grosse und komplexe Datensätze zu Emissionen und Klimaauswirkungen zu sammeln, zu vervollständigen und zu interpretieren, liefert uns die notwendigen Informationen, um die Treibhausgasemissionen effektiv zu verringern », erklärt Jürgen Rogg, Managing Director & Senior Partner, Leader Technology & Digital in Central Europe, Boston Consulting Group. KI-Anwendungen können beispielsweise dazu beitragen, den CO2-Fussabdruck von Industrieunternehmen zu verringern. Hierfür ist es von entscheidender Bedeutung, dass man sich im Unternehmen über das Ausmass des Problems bewusst wird. Mit Hilfe von KI lassen sich die Emissionen jedes Produkts, jedes Produktionsschritts und für jeden Punkt der Lieferkette ermitteln. «Wenn Hersteller wissen, wo und in welcher Höhe Emissionen entstehen, können sie diese auch wirkungsvoll reduzieren oder sogar vermeiden», so Jürgen Rogg.

Nach Berechnungen von BCG lassen sich die schädlichen Emissionen in der Industrieproduktion durch den Einsatz von KI um 5 bis 10 Prozent verringern. Global betrachtet, entspricht das 2,6 bis 5,3 Gigatonnen Kohlendioxid-Äquivalenten (CO2e). So hilft die CO2-AIPlattform von BCG Unternehmen, ihre Emissionen zu messen, zu simulieren, zu verfolgen und zu optimieren. Die Reduktion von Treibhausgasemissionen ist ein wichtiger Schritt, reicht aber nicht aus. Das Netto-Null- Ziel lässt sich nur erreichen, wenn es gelingt, zusätzlich CO2 aktiv aus der Luft zu entfernen. Nach Prognosen des Weltklimarates müssten bis Mitte 2050 neben allen anderen Massnahmen jedes Jahr bis zu zwölf Gigatonnen CO2 aus der Atmosphäre gefiltert werden, um die globale Erderwärmung auf 1,5 Grad Celsius zu begrenzen. Wie kann das konkret funktionieren?

Die Erde entzieht der Atmosphäre Kohlenstoff, indem sie ihn in Pflanzen – Wäldern, Algen und Feuchtgebieten – bindet. KI-basierte Lösungen werten Satellitenbilder aus und können auf dieser Basis die Kohlenstoffbindung in Ökosystemen sehr genau schätzen. Damit liefern sie Politik und Verwaltung wichtige Informationen, wie sich beispielsweise Abholzungen auswirken und ob ausreichend aufgeforstet wird. Pachama, ein Anbieter von Umweltzertifikaten, setzt ebenfalls Satellitenbilder und KI ein, um den in Wäldern gespeicherten Kohlenstoff zu messen und zu überwachen. Auch am Tschadsee ist künstliche Intelligenz im Einsatz. Das Unesco World Water Quality Portal überwacht mit KI-Daten die Wasserqualität des Sees, von dessen Wasser 40 Millionen Menschen abhängen.

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BCG-Umfrage zu KI und Klimawandel

Führungskräfte des öffentlichen und des privaten Sektors, die für Klima- und KI-Themen zuständig sind, unterstützen den Kampf gegen den Klimawandel.

Rettende Frühwarnsysteme

Genauso wichtig wie die Reduzierung klimaschädlicher Treibhausgase ist es, die Widerstandsfähigkeit zu verbessern: Gesellschaften auf der ganzen Welt müssen ihre Wirtschaftssysteme und ihre Art zu leben an die neue Umweltsituation anpassen. Die Starkregen- und Hochwasserkatastrophen in Libyen, Griechenland, Spanien und Italien werden mit hoher Wahrscheinlichkeit keine Einmalphänomene bleiben. Darauf müssen sich die die Menschen vorbereiten.

KI-basierte Frühwarnsysteme können bei solchen Ereignissen Leben retten. Sie sind exakter und schneller als herkömmliche Methoden, weil sie Daten in Echtzeit verarbeiten und analysieren – etwa bei der Überprüfung von Satellitenbildern zur Erkennung von Waldbränden und zur Vorhersage ihrer Wahrscheinlichkeit. So hat die Unesco 2019 eine Partnerschaft mit lokalen Experten in Westafrika begonnen, um Frühwarnsysteme zu entwickeln, die elf Ländern bei der Bewältigung des Überschwemmungsrisikos im Niger- und Volta-Becken helfen sollen. Jedes Jahr müssen durchschnittlich etwa 20 Millionen Menschen ihre Wohnorte aufgrund extremer Wetterkatastrophen verlassen und in andere Gebiete ihres Landes umgesiedelt werden, so der UNHCR. Mit Hilfe von KI kann das vielleicht nicht verhindert werden, aber es kann planvoller und rechtzeitig geschehen. KI ermöglicht detaillierte Klimamodelle auf regionaler Ebene und beispielsweise die Vorhersage von Ernte- und Fischereierträgen. Entscheidungsträger in Politik und Wirtschaft haben so die Chance, bei negativen Entwicklungen frühzeitig gegenzusteuern, indem sie etwa in den Hochwasserschutz investieren oder eine wirtschaftliche Umstrukturierung einleiten. Wenn etwa der ansteigende Meeresspiegel die Küsteninfrastruktur eines Archipels bedroht, könnte die frühzeitige Entwicklung von Gebieten im Landesinneren Sinn ergeben.

KI kann beim Kampf gegen den Klimawandel helfen, doch bis dahin ist es noch ein weiter Weg. Lösungen müssen erst entwickelt werden, dafür sind nicht nur Geldmittel, sondern auch Fachwissen notwendig. In der BCG-Umfrage wurde deutlich, dass die Entscheider durchaus gewillt sind, KI zu nutzen. Es zeigen sich aber auch Hemmnisse: So bemängelten 78 Prozent der Befragten ein unzureichendes KI-Fachwissen innerhalb oder ausserhalb ihrer Organisation, 77 Prozent kritisierten, dass es für viele Pro-bleme noch keine erprobte KILösung gebe, und 67 Prozent gaben an, dass sie KI-Daten und -Analysen nicht trauten. Das Problem: Viele bestehende KI-Anwendungen, die im Zusammenhang mit dem Klimawandel genutzt werden, sind Insellösungen. Sie sind schwer zugänglich, und es fehlen die Mittel, um sie zu skalieren.

Klimasünder identifizieren

Benutzerfreundlichkeit ist ein entscheidender Faktor, wenn sich KI-Lösungen auf breiter Front durchsetzen sollen – unabhängig davon, ob sie für Unternehmen, Behörden oder die breite Öffentlichkeit entwickelt werden. Sie müssen leicht zugänglich sein, dem Nutzer greifbare Vorteile bieten und klare Informationen mit konkreten Handlungsanleitungen zur Verfügung stellen. Ein Positivbeispiel ist das Online-Tool «Climate Trace», denn es erzeugt Bewusstsein für das Problem. Mit Hilfe künstlicher Intelligenz identifiziert es Klimasünder auf der ganzen Welt. In Echtzeit visualisiert das Tool die Quellen von Kohlenstoffdioxid, Methan und Lachgas. Der User kann – ähnlich wie bei Maps – einen beliebigen Standort weltweit anklicken und er erfährt, welches Unternehmen dort wie viele Kohlenstoff- Äquivalente emittiert.

BCG-Experte Jürgen Rogg ist vom Nutzen der lernenden Algorithmen überzeugt: «KI kann eine entscheidende Rolle spielen, um die Herausforderungen des Klimawandels zu bewältigen. Dafür sind aber noch eine Reihe von Hindernissen zu überwinden: Wir müssen Kompetenzen und Vertrauen schaffen, Kapazitäten aufbauen und dafür sorgen, dass KI für Unternehmen und Organisationen zugänglich ist. Nur so können wir KI-Lösungen entwickeln und einsetzen, die wirklich effektiv sind.»

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Jürgen Rogg, Managing Director & Senior Partner, Leader Technology & Digital in Central Europe, Boston Consulting Group.

Nachhaltig handeln

Fünf wichtige KI-Anwendungen

Diese Anwendungen von künstlicher Intelligenz helfen dabei, die Herausforderungen des Klimawandels zu bewältigen:

  1. Klimamodellierung und Vorhersage sind mit KI genauer. Sie liefern wichtige Entscheidungsgrundlagen, um die Auswirkungen des Klimawandels abzumildern.
  2. Ein KI-gesteuertes Energiemanagement optimiert den Energieverbrauch und reduziert dadurch Emissionen in Gebäuden oder in der Logistik.
  3. Klimarisiken wie zum Beispiel der Anstieg des Meveresspiegels, extreme Wetterereignisse sowie Nahrungsmittel- und Wasserknappheit lassen sich mit Hilfe von KI besser bewerten.
  4. KI kann verwendet werden, um Lieferketten zu optimieren und die Emissionen in der Produktion und dem Transport zu verringern.
  5. Die Veränderungen bei Gewässern, der Pflanzen- und Tierwelt lassen sich besser evaluieren, damit verbessert sich der Schutz dieser natürlichen Ressourcen.

Deklaration: Dieser Inhalt wurde vom Sustainable Switzerland Editorial Team im Auftrag von BCG erstellt.

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