Digitaltechnik und Nachhaltigkeit

Die Herstellung digitaler Geräte ist ein äußerst komplexer Prozess, von dem im fertigen Gerät fast Nichts mehr wahrnehmbar ist. Ein digitales Gerät besteht aus Hardware und Software.

Hardware

Die Herstellung der Hardware erfolgt in den Schritten:

• Ressourcengewinnung
  Digitale Geräte enthalten eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien, die zum Teil selten oder auch giftig sind. Es werden u.A. Rohstoffe wie Zinn, Coltan, Wolfram, Kupfer oder Gold gefördert, deren Vorkommen häufig begrenzt sind und die selten und teuer sind. Nur bei ordnungemäßer Entsorgung kann bisher ein kleiner Teil davon zurück gewonnen werden . Der Rest ist unwiederbringlich verloren.
  Bei einigen Rohstoffen ist der Anteil der weltweiten Ressourcen, die für die Produktion von Smartphones und Tablets verbraucht werden, bedeutend. Bei Kobalt - hier gehen bereits heute ca. 40 Prozent der weltweiten der weltweiten Produktion in die Batterieproduktion (DERA 2016), dabei stammt die Hälfte der weltweiten Produktion aus der DR Kongo,vorwiegend aus der im Süden gelegenen Provinz Katanga (Quelle: Ressourcenfluch 4.0, die sozialen und ökologischen Folgen von Industrie 4.0 auf den Rohstoffsektor, Power-Shift 2017, S. 23) - und Palladium sind dies jeweils ca. 9% der weltweit vorhandenen Ressourcen. Auch bei anderen Rohstoffen wie Tantal, Silber, Gold, Indium und Magnesium ist der Anteil zwischen ein und drei Prozent der Welt-Primärproduktion und damit nicht unbedeutend. (Quelle: Resource Efficiency in the ICT Sector, Final Report, November 2016, Oekoinstitut Freiburg, S. 14)
  Für einen Teil der Rohstoffe konzentriert sich die Förderung auf wenige Standorte. So wird ca. 50% des Kobalts in der DR Kongo, ca. 70% des Paladiums in Russland und Südafrika gefördert, bei Tantalum kommen 67% aus der DR Kongo und Ruanda. Bei Silber ist die Förderung dagegen auf eine Reihe von Staaten verteilt. (Angaben jeweils für 2014) (Quelle: Oekoinstitut Freiburg, a.a.O. S. 15f)
  Mit der Förderung verbunden sind eine Reihe von Umweltproblemen, die oftmals auch zur Gefährdung der Gesundheit der im Abbaugebiet lebenden Bevölkerung führen. Einige Beispiele:
  • Der Abbau der Rohstoffe erfolgt oftmals ohne Rücksicht auf weitere Landnutzung, wodurch sich die umliegenden Böden verschlechtern und eine landwirtschaftlich Nutzung oft nicht mehr möglich ist. Neu und immer wichtiger werdend ist die Rohstoffgewinnung im maritimen Bergbau, der teilweise zu massiven Schäden an der maritimen Flora und Fauna führt.
  • In der DR Kongo geschürftes Kobalt enthält erhöhte Konzentrationen von Schwermetallen und Uran. Dadurch sind Personen, die längeren Umgang mit den Erzen haben, einer erhöhten Strahlenbelastung ausgesetzt.
  • Die bei der Rohstoffgewinnung verbleibenden Reste werden oftmals nicht ordnungsgemäß entsorgt. Wasser, Erde und Luft werden so durch Schwermetalle verseucht.
  • Die Gewinnung von Palladium ist sehr Energie aufwändig. Beim Abbau und der anschließenden Schmelze werden u.A. Schwermetalle und Schwefeldioxid freigesetzt. Norilsk in Russland, wo Palladium gewonnen wird, gilt als einer der am meisten verschmutzten Orte auf der Welt.
  (Quelle: Oekoinstitut Freiburg, a.a.O. S. 14 u. 15)
  
  • Ein weiteres Beispiel: So verursacht zum Beispiel allein das Gold in einem Smart­phone bis zu 100 Kilogramm Abraum, also nicht genutztes Gestein und Material. (Quelle: Ressourcenfluch 4.0, a.a.O S. 7)
  • Eine umfassende, detaillierte Darstellung für die wichtigsten der für digitale Geräte benötigten Rohstoffe und ihren zukünftigen Bedarf findet sich in der Schrift Ressourcenfluch 4.0, die sozialen und ökologischen Folgen von Industrie 4.0 auf den Rohstoffsektor, Power-Shift 2017. Es wird deutlich, dass in den meisten Fällen die Rohstoffgewinnung mit teilweise massiven Umweltproblemen, Gesundheitsgefährdung und prekären Arbeitsverhältnissen verbunden ist.
    Ein grundsätzliches Problem ist, dass meistens die Rohstoffe in den Förderländern nicht wesentlich weiter verarbeitet werden und damit nur wenig weitere Wertschöpfung im Land stattfindet. Dies behindert die Entwicklung der Förderländer, die auf die Rolle der Rohstofflieferanten der Industrieländer reduziert sind.
  
  Die Arbeitsverhältnisse unter in denen die Rohstoffe gewonnen werden, sind oftmals äußerst prekär, häufig erfolgt die Arbeit als Sklavenarbeit u.A. in den Formen erzwungene Sklavenarbeit, Schuldknechtschaft oder Leibeigenschaft. Leib und Leben sind meistens bedroht, besonders gefährdet sind Frauen und Kinder. Derartige Verhältnisse herrschen insbesondere dort, wo der Verkauf der Rohstoffe der Finanzierung von Kriegen dient (sogenannte Konfliktmineralien), dies ist keineswegs nur in der DR Kongo der Fall, der internationale Handel mit Mineralien, Edelsteinen und anderen Rohstoffen finanziert etwa in Afghanistan, Burma, der Zentralafrikanischen Republik, Kolumbien oder Zimbabwe illegale, bewaffnete Gruppierungen. (Quelle: Ressourcenfluch 4.0, a.a.O S. 34)
  Die Menschliche Arbeitskraft wird durch diese Verhältnisse unwiederbringlich ruiniert, soziale Beziehungen sind kaum möglich. Allerdings ist die Arbeit unter diesen Verhältnissen oftmals der einzige Weg , um das Überleben zu sichern, die ist ein zusätzliches Erschwernis zur Veränderung der Verhältnisse.
  Es gibt Initiativen, u.A. Gesetzesvorhaben in den Vereinigten Staaten von Amerika und in der Europäischen Union, durch die die Hersteller verpflichtet werden sollen, keine Konfliktmineralien zu verwenden. Da es meistens aber äußerst schwierig ist, Herkunft der Mineralien bis zu ihrem Ursprung zu verfolgen, ist die Umsetzung bzw. Durchsetzung nicht schnell möglich.
  Für die Republik Kongo sind diese Verhältnisse gut dokumentiert. Die Republik Kongo ist allerdings nicht der einzige Staat, in dem Rohstoffe unter derartigen Bedingungen gewonnen werden.
  Bei Entwicklung und Planung ist die Entsorgung mit zu planen, damit Ressourcen zurück gewonnen werden können, es ist nach Rohstoffen zu suchen, die bisher verwendete giftige, rare oder oder aus Konfliktquellen stammende ersetzen können.
  Quellen und Belege



• Transport
  Zwischen allen Herstellungsschritten erfolgen in der Regel Transportvorgänge, deren Auswirkungen hier erläutert werden, aber für alle Transporte gelten. Die Transporte erfolgen per Straße, See und Luft.
  Alle Transportvorgänge finden wenig Beachtung, obwohl z.B. 95 Prozent der Konsumgüter, die in hiesigen Läden angeboten werden, irgendwann einmal mit einem Schiff transportiert wurden. Die Einzelteile mancher Produkte haben von der Rohstoffgewinnung bis zur fertigen Ware sogar bis zu dreimal den Globus umrundet. Die Transportkosten verteilen sich sehr unterschiedlich: "Ein Beispiel: Ein Laptop, Tablet oder Computer kommt in der Regel aus Asien auf einem Schiff nach Europa. Nimmt man einen Durchschnittspreis von etwa 600 Euro an, so belaufen sich die Transportkosten von Asien bis beispielsweise Rotterdam, Europas größtem Hafen, auf rund 0,80 Euro – der Weitertransport von Rotterdam via Schiene oder Lkw nach Frankfurt, Leipzig oder Nürnberg aber kostet 25 Euro." (Quelle: Waterkannt, Nr. 4, 2016, S. 14; www.waterkannt.info)
  Bei allen Transporten werden Treibstoffe verbraucht und Schadstoffe in die Umwelt eingebracht, die insbesondere beim Transport mit dem Schiff hochgiftig sind, da Altöl als Treibstoff verwendet wird. Eine Vertiefte Darstellung findet sich auf wikipedia unter Emissionen durch die Schifffahrt. Quellen und Belege

  Die Arbeitsverhältnisse beim Transport auf der Straße und zu See sind oftmals mehr oder minder prekär, auf See ist auch Sklavenarbeit zu finden. Auch beim Transport wird also menschliche Arbeitskraft vernichtet.

• Herstellung der Halbleiterschaltkreise, der integrierten Schaltungen

  Es ist sehr schwer, an Angaben über die Verhältnisse in der Chip-Produktion zu kommen, die hier verwendeten Daten stammen aus dem Jahr 2006. Diese Schwierigkeit ist auch dadurch entstanden, dass Schaltkreis-Hersteller ihre Fertigung z.B. von den USA weg in den asiatischen Raum verlegt haben und damit die Erfassung der Zustände in der Halbleiterfertigung erschwert wurde.
  Man kann davon ausgehen, dass sich die Verhältnisse inzwischen teilweise verbessert haben, da den Umweltschäden und den gesundheitlichen Belastungen eine größere Aufmerksamkeit zugekommen ist, andererseits ist zu erwarten, dass sich insbesondere die Menge der für die Herstellung verwendeten Rohstoffe erhöht haben, weil die laufende Verkleinerung der Strukturen auf den Schaltkreisen immer aufwändigere Verfahren erfordert. Die Verkleinerung der Strukturen hat aber auch dazu geführt, dass die Baukosten für die Halbleiterwerke, den sogenannten FABs, immer weiter angestiegen sind. Die Kosten für ein Werk liegen gegenwärtig bei mehreren Milliarden Dollar.

  Beispielsweise kostete die 2012 in Betrieb genommene Fab15 von TSMC in Taiwan rund 9,3 Mrd. USD
  Quelle abgerufen am 23.08.2016: Halbleiterwerk bei Wikipedia

  Die extrem hohen Kosten erzeugen eine Druck zur Auslastung der Herstellerwerke. Es sollen möglichst hohe Stückzahlen erzeugt und abgesetzt werden, was nur möglich ist, wenn die vorhanden digitalen Geräte durch neue ersetzt werden, obwohl sie noch voll funktionsfähig sind und die vorhanden Funktionen auch für die anspruchsvolle Nutzung mehr als ausreichend sind.

  Eine umfassende Darstellung der Herstellung von integrierten Schaltungen findet sich unter: Herstellung Integrierter Schaltkreise bei Wikipedia, abgerufen am 23.08.2016.

  Die Herstellung der Chips ist zeit- und Material aufwändig. Die Herstellung eines Chips dauert ca. 2 Monate und es werden ca. 300 verschiedene Materialien verwendet, die teilweise hochgiftig sind. Eine Übersicht über die 10 gefährlichsten Materialien und ihre Gefahren für die Gesundheit der Beschäftigten(Stand 2006) findet sich auf Seite 7 der bei Quellen und Belege genannten Quelle. Bei der Herstellung der Schaltkreise werden in großem Umfang Rohstoffe verbraucht oder verunreinigt. Wasser, Boden und Luft werden kontaminiert. So werden beispielsweise von einer typischen Fabrik zur Herstellung von 6 Inch-Wafern ca. 250.000 kW elektrische Energie und ca. 8 Millionen Liter Wasser verbraucht, das unter sehr hohem Aufwand für die Wiederverwendung gereinigt werden muss.

  
  

  Die Arbeit unter Reinstraumbedingungen ist sehr anstrengend, durch Stress, aber auch durch Kontakt mit Giften wird teilweise die Arbeitskraft der Beschäftigten ruiniert und ist damit vernichtet. Die Arbeitsanzüge der Beschäftigten dienen übrigens nicht in erster Linie dem Schutz der Beschäftigten, sie sind vielmehr ein Mittel um die hohe Reinheit der Fabrikationshallen zu erreichen. Schon seit Jahren wurden immer wieder Prozesse geführt um die Herstellung für die entstandenen Gesundheitsschäden der Beschäftigten zur Verantwortung zu ziehen.

  Quellen und Belege
  Weitere Quellen und Belege

• Transport
  
• Herstellung der Teile und Baugruppen
  
• Transport
  
• Montage der Geräte
  Die Herstellung der Teile und Baugruppen und die Montage der Geräte erfolgt oftmals unter Bedingungen, durch die physische und psychische Gesundheit der Beschäftigten ruiniert wird. Es finden sich oftmals durch Gifte belastete Arbeitsräume, rigorose Arbeitsbedingungen, Überstunden in unerträglicher Höhe, unzulängliche Unterbringung, Verbot oder Behinderung gewerkschaftlicher Betätigung, Beschäftigung ohne Aushändigung eines Vertrags, Entlohnung auf oder Unterhalb des im jeweiligen Land vorhandenen Mindestlohns, Kinderarbeit, Zwangsarbeit, ...
  Eine Beschreibung der Situation in China findet sich bei Quellen und Belege
  
• Verpackung
  
• Transport zum Händler
  
• Transport zum Kunden
  

Software

Unter Nachhaltiger Software“ wird (im weitesten Sinne) Software verstanden, die entlang ihres Lebensweges (Entwicklung, Anwendung, Außerbetriebnahme) die Umwelt wenig belastet und somit ressourcenschonend und energieeffizient ist. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass sie effizient und schlank programmiert sowie modular und erweiterbar ist oder langfristig gepflegt wird. Weiterhin kann sich die Software dadurch auszeichnen, dass sie in ihrer Anwendung einen positiven Effekt auf die Umwelt hat, beispielsweise indem sie hilft, Energie und Ressourcen einzusparen oder Prozesse zu optimieren.

Zu unterscheiden sind

• Proprietäre Software
  Proprietäre Software darf in der Regel nicht weiter gegeben werden und nur nach Zustimmung zu einer Lizenz zur Nutzung verwendet werden. Der Quellcode ist geheim und Eigentum des Herstellers. Die Software darf nicht ohne Zustimmung des Rechteinhabers weiter entwickelt werden, sie kann auch nicht weiter entwickelt werden, weil der Quellcode nicht zugänglich ist. Damit ist die Weiterentwicklung vom Hersteller abhängig. Verbesserungen z.B. bei der Prozess-Optimierung können sich nur langsam verbreiten, da die Software nur an die Nutzer weiter gegeben wird, die der Nutzungs-Lizenz zugestimmt haben. Oftmals ist vorher eine Gebühr zu entrichten.
• Freie Software ist Software, die von jedem ohne Einschränkung genutzt und weiter gegeben werden darf. Der Quellcode muss zugänglich sein, die Weiterentwicklung ist durch jeden Programmierer ohne Einschränkung möglich. Da die Software von jedem genutzt und weiter gegeben werden kann, können sich Verbesserungen schnell verbreiten. Freie Software ist also nachhaltiger als proprietäre.

Weitere Aspekte sind:

• Wie steigen die Anforderungen an die Hardware durch Updates der Software, insbesondere Updates des Betriebssystems? So zeigt z.B.

  ein Vergleich der verschiedenen Ressourcenbedarfe des Betriebssystems Microsoft Windows, dass Windows 8 im Vergleich zu Windows 95 die 40fache Prozessorleistung benötigt, den 250fachen Hauptspeicherbedarf hat und 320-mal mehr Festplattenkapazität erwartet. Es stellt sich die Frage, ob der Funktionsumfang in gleichem Umfang gestiegen ist.

  
  Software, die nach einem Update keine zusätzlichen Hardware-Ressourcen benötigt, bezeichnet man als „suffiziente Software“.
  Beim Betriebssystem GNU/Linux gibt es dagegen auch gegenwärtig spezielle Varianten, die auf möglichst geringe Hardwareanforderungen und die weitere Nutzung alter Computer ausgelegt sind. Wegen der geringen Anforderungen an die Hardware ist GNU/Linux z.B. auch auf sogenannten Einplatinen-Computern wie dem Raspberry Pi eingesetzt, der millionenfach verbreitet ist.
  Quellen und Belege
  
  
• Die Software ist modular aufgebaut, die Module werden nach Aufgabe an- oder abgeschaltet. Dadurch kann der Energieverbrauch bei der Nutzung der Software gesenkt werden.
  
• Freie Software: Verbesserungen können von allen vorgenommen werden und verbreiten sich schnell.
  

Eine umfassende Darstellung der Aspekte, die Nachhaltigkeit von Software ausmachen, findet sich in Auszügen hier:

Die Arbeitsbedingungen bei der Programmierung sind höchst unterschiedlich je nach Region oder Art der Programmierung.

Proprietäre Software wird in der Regel in einem Beschäftigungsverhältnis oder Auftragsverhältnis erarbeitet. Die Arbeitsbedingungen dabei sind höchst unterschiedlich. Das Spektrum reicht von gut bezahlten Normalarbeitsverhältnissen über Arbeitsverhältnisse, die sich durch extrem hohen Termindruck auszeichnen, bis hin zu prekären, unsicheren. Mindestens beiden letzteren entstehen gesundheitliche und soziale Kosten-
Bei Freier Software wird ein nicht geringer Teil der Software zusätzlich von Freizeit-Programmierern geschrieben.

Als positives Beispiel werden oft die Arbeitsverhältnisse bei google genannt. Die Arbeit dort ist oftmals sehr gut bezahlt, die äußeren Bedingungen scheinen sehr gut, da z.B. Sport- und Freizeitanlagen vorhanden sind, die während der Arbeitszeit genutzt werden können, oder gutes Essen angeboten wird; die Arbeit scheint teilweise die Form eines Freizeitvergnügens anzunehmen (Playbor). Erkauft wird dies allerdings durch sehr lange Anwesenheitszeiten am Arbeitsplatz, die soziale Beziehungen sehr stark belasten oder unmöglich machen, und hohen Termindruck, der die Gesundheit gefährden kann.

Ein wichtiger Standort für die Softwareproduktion ist inzwischen Indien geworden. Die Arbeitsverhältnisse dort sind im Vergleich zu denen bei google deutlich bis drastisch schlechter, im Vergleich zu denen vor Ort aber oftmals attraktiv. Die Bezahlung ist im Vergleich zu der bei google deutlich schlechter, die Arbeitszeiten sehr lang und der Termindruck sehr hoch. Da die Tätigkeit teilweise eingebunden in weltweit verteilte Arbeit ist, kommt auch Schichtarbeit häufiger vor, die bekannter Weise zu gesundheitlichen Schäden führen kann und soziale Beziehungen deutlich erschwert.