Softwareentwicklung Mehr Nachhaltigkeit in der IT durch Eco-Digital-Engineering 

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Produktverantwortliche müssen ihre Entwicklungsprozesse neu ausrichten, um wachsende Nachhaltigkeitsanforderungen zu erfüllen. Das gilt auch für die IT. Entscheidend ist das Produktdesign, denn ein Großteil der späteren Emissionen wird bereits in dieser frühen Phase festgelegt.

Wie können Produkte nachhaltig entwickelt werden? Diese Frage müssen sich Konstrukteure, Entwickler und Ingenieure immer häufiger stellen – und sie sollten dies schon in der frühen Konzeptions- und Entwicklungsphase tun. Denn bis zu 80 Prozent der Umweltauswirkungen eines Produkts sind durch dessen Design vorbestimmt. Die ökologische Verantwortung beginnt also bereits beim Verständnis der Aufgabe: Mitarbeitende gestalten eine zukunftsfähige Welt mit, und die Planung jeder Stufe der Wertschöpfung und des Lebenszyklus ist dabei entscheidend.

Nachhaltigkeit aus verschiedenen Blickwinkeln betrachten

Digitalisierung beziehungsweise Green-IT kann in diesem Zusammenhang genutzt werden, um die Emissionen zu reduzieren – sie erzeugt aber auch selbst Emissionen. Direkt über die IT-Infrastruktur (Scope 1), indirekt über Strom, Heizung und Kühlung von Rechenzentren und Endgeräte für Mitarbeitende (Scope 2) sowie entlang der Wertschöpfungskette (Scope 3). Nachhaltigkeit muss daher aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet und auf allen Ebenen verankert werden.

Gesamter Lebenszyklus im Blick

Das richtige Stichwort bei einer nachhaltigen Produktentwicklung ist Ökodesign. Es kann auf alle Produkte und Dienstleistungen angewendet werden. Sie werden systematisch und möglichst frühzeitig im Prozess unter ökologischen Aspekten geplant, entwickelt und gestaltet. Sie sollten langlebig, reparierbar, wiederverwertbar und recycelbar sein, wenige Ressourcen beanspruchen und nur erforderliche Schadstoffe enthalten. Es gilt, den gesamten Lebenszyklus in den Blick zu nehmen: von der Auswahl des Rohmaterials über die Nutzungsphase bis hin zur Entsorgung. Den entsprechenden Rechtsrahmen schafft die Ökodesign-Verordnung, die bestimmte Mindestanforderungen an die Produktgestaltung stellt. Die Dokumentation erfolgt künftig über den Digitalen Produktpass, erster Anwendungsfall wird ab 2027 der Batteriepass sein.

Anforderungen an digitale Produkte

Doch auch digitale Produkte, einschließlich Software, müssen nicht nur technologisch leistungsfähig sein, sondern auch ökologischen und funktionalen Anforderungen gerecht werden. Hersteller müssen Software beispielsweise so entwickeln, dass Hardware länger genutzt werden kann. Außerdem müssen sie transparent mit dem CO2-Fußabdruck und der Ressourceneffizienz umgehen. Immerhin emittiert der ITK-Sektor mit seinen Geräten, Netzwerken und Dienstleistungen jährlich zwischen zwei bis sechs Prozent des globalen Treibhausgasausstoßes. Großen Anteil hat der massive Einsatz künstlicher Intelligenz und das Training und Verwenden von KI-Modellen. Insgesamt verantwortet Unternehmens-IT in Deutschland circa 17 Megatonnen CO2-Emissionen.

Effiziente Prozesse

Dank Low-Code-Plattformen in der Produktentwicklung Entwicklungszyklen halbieren

Die Herausforderung: Besonders in der Anfangsphase der Produktentwicklung sind Änderungen zwar leichter und kostengünstiger umzusetzen, gleichzeitig sind Prognosen und Berechnungen zum CO2-Fußabdruck schwierig, da die Datengrundlage noch unzureichend ist. Ansatzpunkte bieten Studien, nach denen bis zu 60 Prozent der endgerätebedingten Emissionen durch veränderte Beschaffungsmaßnahmen und bis zu 40 Millionen Tonnen CO2 durch durchdachte Cloud-Strategien eingespart werden können.

Zentraler Hebel liegt bei der Entwicklung

Bei der nachhaltigen Produktentwicklung können Verantwortliche zwei Perspektiven einnehmen – und haben in beiden Fällen einen zentralen Hebel in der Hand: Sustainability in der IT meint eine optimierte Infrastruktur, etwa durch die Konsolidierung mehrerer Server zu einem, schlanke Datenstrukturen, effiziente Algorithmen oder geringen Speicherbedarf. Sustainability by IT hilft Unternehmen, nachhaltiger zu werden, etwa durch die Nutzung von Daten und die Unterstützung von IoT, KI oder Machine Learning für optimierte Beschaffungs-, Entsorgungs- und Recyclingprozesse. Beides erfordert ein Verständnis für die Problemstellung, anschließend sollte der effizienteste Weg zur nachhaltigen Lösung gewählt werden. Diese Herangehensweise wird auch Eco-Digital-Engineering genannt – die technische Tiefe wird mit strategischen und gestalterischen Dimensionen verbunden.

Um nachhaltige Technologien zu entwickeln, sollten Unternehmen zunächst eine Strategie für eine umweltfreundliche IT-Infrastruktur aufstellen, die sich an gesetzlichen Verordnungen und Unternehmenszielen orientiert. Diese beinhaltet unter anderem einen nachhaltigen Softwareentwicklungszyklus nach dem Prinzip „Sustainable by Design“: Software sollte so gestaltet sein, dass nicht für jede Anwendung eine neue Lösung entwickelt werden muss, sondern sie nach der Bereitstellung kontinuierlich angepasst und verbessert werden kann. Agile Methodiken mit kurzen Sprints und regelmäßigen Feedbackschleifen sowie integrierte Testphasen unterstützen das Vorgehen. Ein weiterer Fokus kann auf einen nachhaltigen Betrieb gelegt werden, beispielsweise durch den Einsatz effizienter Server und Kühlungstechnologien oder erneuerbarer Energien.

Neuen Ansatz wählen

Digitales Produktdesign beginnt nicht erst im Rechenzentrum, sondern lange bevor die erste Zeile Code geschrieben wird – beim Mindset. Und so ist es auch mit allen anderen Produkten. Wenn es sie überhaupt braucht, dann sollten Verantwortliche die Lösungen mit Blick auf Energieeffizienz, Ressourcenverbrauch und gesellschaftliche Wirkung gestalten. Jedes Feature, das einem Produkt hinzugefügt wird, verbraucht Energie oder – in Bezug auf Software – Datenverkehr. Hier muss kritisch hinterfragt und bewusst entschieden werden, was nötig ist und worauf verzichtet werden kann – auch wenn die Umsetzung technisch möglich wäre. Dazu gehört, im Team Verständnis und Fachwissen aufzubauen, kritische Stakeholder einzubinden und Leuchtturmprojekte umzusetzen. Fünf Bereiche sollten dabei im Vordergrund stehen: Infrastruktur und Hosting, Coding, User Interfaces und User Experience, ein inklusiver, barrierefreier Zugang zu Produkten sowie Datenmanagement und KI.

So verringert eine strukturierte Datenspeicherung das Datenvolumen, der Wechsel in die Cloud-Umgebung führt in der Regel auch zu einer verbesserten CO2-Bilanz, innerhalb derer Fin-Ops und Green-Ops den Carbon-Cloud-Footprint reduzieren können. Ein ordentlich gebauter Suchalgorithmus spart Strom, und klassische Algorithmen sind oft effizienter als künstliche Intelligenz. Der konkrete Anwendungsfall und Mehrwert eines Produkts für Mensch, Umwelt und Wirtschaftlichkeit muss stets im Mittelpunkt stehen – nur so kann auch die Nachhaltigkeit gewährleistet werden.

Thomas Steirer ist CTO bei Nagarro.