Die Digitalisierung aus Inno vationsperspektive - Fraunhofer ISI
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01 - 2021 Die Digitalisierung aus Innovationsperspektive perspektiven
Die Digitalisierung aus Innovationsperspektive Faktencheck und Handlungsbedarf Autoren Bernd Beckert, Elisabeth Eberling, Alexander Feidenheimer, Michael Friedewald, Matthias Gotsch, Marian Klobasa, Henning Kroll, Christian Lerch, Nicholas Martin, Torben Schubert
Hintergrund
Hintergrund
Die Corona-Krise hat der Digitalisierung einen Schub verliehen – vorhande-
ne Pläne mussten schneller als gedacht umgesetzt, Testphasen abgekürzt
oder übersprungen werden und dort, wo es keine Pläne gab, galt es zu
improvisieren.
08
Im Schnelldurchlauf wurden Kommu- Auch in diesem Policy Paper versuchen wir
nikationstools für das Homeoffice, das eine Bestandsaufnahme der Digitalisierung –
Homeschooling, die Telemedizin, die aus der Innovations- und Transformationsper-
virtuelle Kundenansprache und andere spektive heraus. Dabei kommen ausgewählte
Bereiche ausprobiert und für den täg- Aspekte der Digitalisierung zur Sprache, die Fragen zu den
lich Einsatz angepasst. Vieles wurde sich aus Erkenntnissen einer Vielzahl von
möglich, was zuvor undenkbar erschien, Forschungsprojekten des Fraunhofer ISI spei-
Innovations
aber nicht alles klappte auf Anhieb. sen. Die übergreifende Frage lautet: »Welche potenzialen von
Innovationspotenziale bietet die Digitalisie-
Digitalisierung
Die Krise offenbarte auch Deutschlands rung?«, beziehungsweise »Was können Politik,
Defizite bei der Digitalisierung: unzureichen- Wirtschaft und Gesellschaft tun, um mit Hilfe
der Ausbau der Glasfaser- und Mobilfunk- digitaler Technologien nachhaltige Innova
netze, ein geringer Digitalisierungsgrad der tionen zu realisieren?«
öffentlichen Verwaltung mit einem Patchwork
inkompatibler Systeme, eine häufig verbreitete Dabei konzentrieren wir uns auf Aspekte, die
Unternehmenskultur, welche die Potenzia- wir für besonders relevant halten und mit
le der Digitalisierung auf Effizienzgewinne denen wir uns am Fraunhofer ISI in den letz-
reduziert. Auf der anderen Seite wurde auch ten Jahren intensiv beschäftigt haben. Anhand
deutlich, was die Virtualisierung nicht leisten von acht Fragen versuchen wir, die Innova-
kann und was fehlt, wenn man auf persön- tionspotenziale der Digitalisierung zu bestim-
liche Begegnungen verzichten muss. men, die Voraussetzungen ihrer Realisierung
aufzuzeigen und die sich daraus ergebenden
Handlungsoptionen zu benennen.
Bestandsaufnahme
Die Fragen beziehen sich auf die Vorausset-
Die anfängliche Euphorie über den Digitalisie- zungen der Digitalisierung (01), auf konkrete
rungsschub ist inzwischen einer nüchternen Auswirkungen auf Innovationsprozesse (02,
Bestandsaufnahme gewichen und es wird die 03, 04), auf die Bereiche Produktion (05),
Frage diskutiert, was bleibt, wenn sich die Energie (06) und Umwelt (07) sowie auf
Verhältnisse wieder normalisieren. Sicher ist, die Notwendigkeit, Digitalisierungsprozesse
dass die Digitalisierung unser tägliches Leben, adäquat zu messen, um die stattfindenden
unsere Arbeit und fast alle gesellschaftlichen Transformationsprozesse bewerten und steu-
Kontexte stärker bestimmen wird als zuvor. ern zu können (08).
4
Hintergrund
Fragen 07
Wie lassen sich die Umwelteffekte der
Die Fragen lauten: Digitalisierung besser analysieren?
01 08
Was sind aus Innovationssicht die Wie kann die ökonomische Wirkung der
Schwachstellen der digitalen Infrastruk- Digitalisierung konzeptionell und metho-
tur in Deutschland? disch besser abgeschätzt werden?
02 Die Themenwahl ist sicher nicht vollständig,
Wann führt die Digitalisierung zu offene- die Digitalisierung umfasst als Querschnitts-
ren Innovationsprozessen? technologie und Megatrend viele weitere
Bereiche des wirtschaftlichen und gesellschaft-
03 lichen Lebens. Die ausgewählten Themen
Welche Auswirkungen hat die strenge stehen aber beispielhaft für viele Fragen, die
europäische Datenschutzregulierung auf die Digitalisierung aufwirft.
das Innovationsgeschehen?
04
In allen acht Teilfragen beziehen wir uns auf
den aktuellen Stand der Forschung. Nicht
»
Wie können vertrauenswürdige KI- immer lassen sich eindeutige Antworten Handlungs
Systeme praktisch umgesetzt werden? auf die gestellten Fragen geben. Die Digi-
talisierung erweist sich als kein Thema der
bedarfe für die
05 Entweder-Oder-Aussagen, sondern erfordert Möglichkeiten
Wie lässt sich das Produktivitätspara differenzierte Antworten. Dennoch sind Hand-
und Chancen
doxon der Digitalisierung auflösen? lungsbedarfe und wissenschaftliche Desidera-
te ableitbar – dort nämlich, wo die Möglich- von Digitalisie-
06 keiten der Digitalisierung noch nicht erkannt rung erkennen
Wie können Digitalisierung und Künst- werden oder wo Chancen auf nachhaltige
liche Intelligenz die Energiewende Innovationen verspielt zu werden drohen.
beschleunigen?
.
5
6
Kernaussagen
Kernaussagen
Im Kurzteil haben wir die Kernaussagen zu acht aus unserer Sicht wichtigen
Digitalisierungs-Fragen zusammengefasst und möchten hier kurz und knapp
den Forschungsstand darlegen.
01 02
Was sind aus Innovationssicht die Schwachstellen Wann führt die Digitalisierung zu offeneren
der digitalen Infrastruktur in Deutschland? Innovationsprozessen?
Die Corona-Krise hat die Lücken in der Breitband-Internet- Die Digitalisierung ermöglicht neue Feedback- und Beteili-
Versorgung deutlich aufgezeigt. Gerade bei den leistungsfähi- gungsformen, etwa von Kund:innen, Zulieferern oder anderen
gen und zukunftssicheren Glasfaseranschlüssen hinkt Deutsch- externen Akteuren bei der Entwicklung neuer Produkte und
land stark anderen europäischen Ländern hinterher: Im Unter- Dienstleistungen. »Open Innovation« grenzt sich vom konven-
schied zu Schweden (56,8 Prozent), Spanien (53,3 Prozent) tionellen Verständnis ab, bei dem in einem abgeschlossenen
oder Frankreich (25,6 Prozent) hatten hierzulande Ende 2020 unternehmensinternen Bereich Innovationen durch die FuE-
nur 3,3 Prozent aller Haushalte Glasfaseranschlüsse. Abteilung entwickelt und umgesetzt werden (»Closed Inno-
vation«). Vielfach wurde argumentiert, dass Open Innovation
Leistungsfähige Netze sind aus Innovationssicht besonders als neue Stufe der Öffnung von Innovationsprozessen konven-
wichtig. Denn dort, wo schnelle Leitungen und stabile Ver- tionelle Prozesse komplett ablösen wird, zumindest aber zum
bindungen verfügbar sind, profitieren Wirtschaft und Gesell- dominanten Innovationsmodus wird.
schaft, werden kreative Kräfte freigesetzt und digitale und
soziale Innovationen verschiedenster Art möglich. Deshalb Tatsächlich ist die Situation komplexer. Die Open Innovation-
muss die Politik den Breitbandausbau weiter vorantreiben Entwicklung ist wie die Digitalisierung kein Automatismus. Die
und die Telekommunikationsunternehmen konsequenter auf Vorteile offener Beteiligungsprozesse lassen sich von Unter-
Glasfaser setzen. Und die Kommunen in ländlichen Gebieten nehmen, Verwaltungen und der Gesellschaft nur nutzen, wenn
sollten weitere Expertise aufbauen, um dort eigene Netze zu sich die Akteure aktiv auf den neuen Innovationsmodus und
bauen, wo sich dies für private Unternehmen nicht lohnt. In neue Kooperationen einlassen, wenn sie sich noch stärker ver-
der Corona-Krise konnten Telekommunikations- und Kabel- netzen und digitale Plattformen aktiv nutzen.
TV-Unternehmen ein Stück in die digitale Zukunft blicken und
feststellen, dass Bedarfe schneller wachsen können als erwar- Daher braucht es hier einen breiteren innovationspolitischen
tet. Jetzt gilt es, die Infrastrukturlücken in einer konzertierten Blick, der über die rein betriebswirtschaftlich relevanten
Aktion möglichst schnell zu schließen. Aspekte von Open Innovation hinausgeht, um die tatsächliche
Veränderung von Innovationsprozessen in Wirtschaft, Politik
und Gesellschaft adäquater zu erfassen und die sich daraus
ergebenden Transformationspotenziale aufzuzeigen.
7Kernaussagen
03 Die Diskussion hierzu wird unter der Überschrift »vertrauens-
würdige KI« geführt. Vertrauenswürdigkeit soll künftig zu
einem Qualitätsmerkmal europäischer KI-Systeme werden. Um
Welche Auswirkungen hat die strenge euro- dies zu erreichen, wurden konzeptionelle Vorschläge gemacht,
päische Datenschutzregulierung auf das Implementations-Leitfäden geschrieben und Zertifizierungs-
Innovationsgeschehen? systeme entworfen. Woran es derzeit allerdings fehlt, sind
konkrete Beispiele für entsprechende Umsetzungen. Erfolgs-
Die Klage, die Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) sei ein beispiele sind aber dringend notwendig, um die Vorteile ver-
bürokratisches Monster, das nur Kosten verursache und trauenswürdiger KI-Systeme zu demonstrieren und Nachahmer
Innovationen verhindere, taucht immer wieder auf. Empirisch zu motivieren.
gesehen ist die Sache allerdings weniger eindeutig. Es fehlen
belastbare Analysen zu innovationsfördernden und -hemmen- Die Implementierung vertrauenswürdiger KI ist ein interdiszi-
den Auswirkungen des strengeren Datenschutzes. Deshalb plinäres Projekt, in das neben Informatiker:innen und Inge-
werden oft Umfrageergebnisse herangezogen, in denen nieur:innen auch Sozial- und Geisteswissenschaftler:innen
Firmen angeben, »innovative Projekte« seien aufgrund der eingebunden werden sollten – und zwar nicht erst nachträg-
neuen Verordnung gescheitert. Demgegenüber steht, dass lich, sondern bereits in frühen Phasen des Entwicklungs- und
viele Unternehmen auch »Vorteile« durch die DSGVO für ihre Implementierungsprozesses. Die sozialwissenschaftliche
Firma sehen. Es stellt sich die Frage, ob eine derartige Gegen- Technikforschung stellt hierfür eine ganze Reihe von Methoden
überstellung nicht sehr unterschiedliche Dinge bilanziert. und Interventionsmöglichkeiten bereit. Die Forschungs- und
Innovationspolitik sollte jetzt Anreize setzen, damit entspre-
Aus innovationspolitischer Sicht ist die entscheidende Frage, chende Implementierungen umgesetzt werden, die einen
ob es Anbietern aus Deutschland und Europa gelingt, die originär europäischen KI-Ansatz mit erfolgreichen Beispielen
Vorgaben des strengen europäischen Datenschutzes effizient untermauert.
und nutzerfreundlich umzusetzen und ob sich ein Leitmarkt
entwickeln kann, wie dies zum Beispiel bei der Regulierung des
Umweltschutzes in der Vergangenheit der Fall war.
Ziel der europäischen Datenschutzregelung ist es, Rechts
sicherheit, Verbraucherschutz und Nutzervertrauen zu fördern.
05
Unbestritten ist, dass die EU hier Standards geschaffen hat, Wie lässt sich das Produktivitätsparadoxon der
die eine globale Ausstrahlung haben und Beachtung finden. Digitalisierung auflösen?
Unklar ist dagegen, inwieweit sich daraus auch Wettbewerbs-
vorteile für europäische Produkte und Dienstleistungen erge- Die Produktivitätsentwicklung ist ein wesentlicher Indikator zur
ben. Die genaue Analyse von Innovationseffekten schärft den Erfolgsmessung von Unternehmen, insbesondere im produ-
Blick für die unterschiedlichen Wirkungsdimensionen. Sie kann zierenden Gewerbe. Die mit der Digitalisierung verbundenen
darüber hinaus auch wichtige Impulse für die aktuelle Debatte beziehungsweise erhofften Produktivitätsfortschritte lassen
um eine regulatorische Einhegung von Markt- und Meinungs- sich allerdings derzeit nicht mittels der amtlichen Statistik
macht im Internet liefern. zeigen. Es scheint, als würden die Kosten der Digitalisierung
den Nutzen im Sinne einer erhöhten Produktivität übersteigen;
ein Phänomen, das als Produktivitätsparadoxon bekannt ist.
04 Dieses lässt sich nur durch eine erweiterte Perspektive auflö-
sen, mit der man auf die Wirkungen der Digitalisierung blickt.
Die Innovationsforschung versucht hier über bestehende volks-
Wie können vertrauenswürdige KI-Systeme kon- wirtschaftliche Ansätze hinauszukommen und mittels neuer
kret umgesetzt werden? Erklär-Modelle und Methoden das Zusammenspiel von Produk-
tivitätsentwicklung und Digitalisierung differenziert zu betrach-
Künstliche Intelligenz (KI) stellt eine neue Stufe der Entwick- ten und zu erklären. Hierzu gehört, dass neben den Effizienz-
lung von automatisierten, autonomen Systemen dar. Mit ihrer gewinnen durch den Einsatz digitaler Technologien auch die
Verbreitung stellen sich Fragen der Vertrauenswürdigkeit, im Impacts der Arbeitsflexibilisierung, der höheren Arbeitsqualität
Hinblick auf die Privatsphäre und letztlich Fragen der Selbstbe- und der Erschließung von Innovationspotenzialen durch neue
stimmung des Menschen. digitale Wertschöpfungsmodelle Berücksichtigung finden.
8Kernaussagen
06 begründen lassen. Auch die Frage, inwieweit gesellschaftliche
Verhaltensänderungen – beispielsweise hin zu einer stärkeren
Suffizienz – erforderlich sind, um positive Umweltwirkungen
Wie können Digitalisierung und KI die Energie zu erzielen, ist davon betroffen.
wende beschleunigen?
Der Beitrag der Innovationsforschung besteht darin, mit jeweils
Die Digitalisierung und besonders die KI verbessern schon angepassten Methoden Teilbereiche im Hinblick auf die jewei-
heute wichtige Prozesse im Rahmen der Energiewende. KI hilft ligen Bedingungen positiver Umweltwirkungen der Digitalisie-
etwa die Entscheidungsgrundlagen für den Betrieb und die rung zu analysieren. Denn durch die enorme Dynamik und den
Organisation des Energiesystems zu erstellen sowie bei der Querschnittscharakter der Digitalisierung reicht es heute nicht
Planung von Energieinfrastrukturen eine Vielzahl an Randbe- mehr aus, »die Digitalisierung« als Ganzes zu untersuchen.
dingungen zu berücksichtigen. Das Energiesystem der Zukunft
wird geprägt sein von vielen kleinen Solaranlagen, Stromspei-
chern und flexiblen Stromanwendungen wie Wärmepumpen
oder Elektrofahrzeugen. KI kann hier die Auslastung und damit
den Infrastrukturbedarf sowie die Zusammenführung von
Energieerzeugung und -bedarf optimieren.
08
Wie kann die ökonomische Wirkung der Digitali
Voraussetzung für ein effizientes Energiesystems ist, dass sierung konzeptionell und methodisch besser
entsprechende Daten von Erzeuger:innen, Nachfrager:innen abgeschätzt werden?
und Netzen zur Verfügung stehen und durch KI ausgewertet
werden können. Dazu ist eine leistungsfähige und anwen- Im Ländervergleich zeigt sich, dass digitale Technologien
dungsorientierte Messinfrastruktur unter anderem zum Netz- unterschiedlich genutzt werden, was sich entsprechend auf
zustand und in den Haushalten notwendig, die derzeit noch die wirtschaftliche Performance von Nationalökonomien
weitgehend fehlt. Nur wenn genügend Daten zur Verfügung auswirkt. Die USA konnten sich zum Beispiel ökonomische
stehen, lassen sich innovative Services und neue Geschäftsmo- Vorteile verschaffen, indem sie digitale Technologien in der
delle mit dezentralen Erzeugern umsetzen. In verschiedenen nationalen Wertschöpfung verankert und digitale Leitmärkte
Pilotprojekten wurden Vorgehensweisen erprobt und Erfolgs- geschaffen haben. Für zahlreiche europäische Länder, darunter
faktoren identifiziert, die Unternehmen und Politik nun nutzen Deutschland, verbindet sich dagegen mit der Digitalisierung
sollten, um die Energiewende weiter voranzubringen. eine erhebliche Herausforderung, da sie etablierte Grundlagen
technologischer Wettbewerbsfähigkeit, auf denen bisheriger
Wohlstand beruhte, in Frage stellt und eine Neuaufstellung
erfordert.
07 Die präzise Beschreibung und Messung der volkswirtschaft-
lichen Auswirkungen der Digitalisierung ist eine wichtige
Wie lassen sich die Umwelteffekte der Digitalisie- Voraussetzung für nationale Anpassungs- und Steuerungs-
rung besser analysieren? strategien. Wirtschafts- und innovationspolitische Maßnahmen
zur Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit sollten dabei auf
Die mit der Digitalisierung einhergehenden Veränderungen Studien basieren, die sowohl die Effekte von nicht grundsätz-
wirken sich auch auf die Umwelt aus. Dabei stellt sich die Frage lich strukturverändernden digitalen Innovationen abschätzen
nach den Nettoeffekten: Ob und inwieweit die Digitalisierung als auch disruptive Innovationen einbeziehen.
eher zu einer Be- oder Entlastung für die Umwelt führt, ist bei
der Nachhaltigkeitsdiskussion entscheidend. Obwohl es kon- Die Innovationsforschung hat hierfür ein Wirkungspfad-Modell
krete Vorschläge zur Untersuchung des Potenzials der Digita- entwickelt, das die drei Ebenen »Technologie«, »Anwendungs-
lisierung in Bezug auf Umwelteffekte gibt, steht eine umfas- kontext« und »Wirkungsrichtung« unterscheidet und spezi-
sende, systematische Betrachtung derzeit aus. Dies hängt auch fisch kombiniert. Das Modell erlaubt nicht nur die Entwicklung
mit der Komplexität der Materie zusammen, denn die ökologi- geeigneter Indikatoren, sondern lässt auch bessere Aussagen
schen Effekte können nicht losgelöst von ökonomischen und über die Wirkungen der Digitalisierung zu. Untersuchungen
sozialen Fragestellungen betrachtet werden. zur Auswirkung der Digitalisierung auf Makroebene sollten
sich künftig stärker an Mehrebenen-Modellen orientieren,
Dabei ist eine genauere Analyse der Umweltwirkungen auch wenn diese auf den ersten Blick komplexer als herkömm-
notwendig, insbesondere, weil sich politische Vorgaben zur liche Modelle erscheinen.
Steuerung der Entwicklung nur mit empirischen Erkenntnissen
910
Die Fragen im Detail
Die Fragen im Detail
In dieser Langfassung der Antworten wollen wir ausführlicher auf die acht
Fragen rund um die Digitalisierung eingehen, Hintergründe erläutern und
auf noch offene Fragen hinweisen.
01 Tatsächlich gilt es zu unterscheiden zwischen
Festnetz und Mobilfunknetz und zwischen
»
Grundversorgung und leistungsfähigen Der Datenverkehr
Was sind aus Innovationssicht die Breitbandanschlüssen. Während die Grund-
Schwachstellen der digitalen Infra- versorgung mit leitungsgebundenen Inter-
nahm während der
struktur in Deutschland? netanschlüssen als weitgehend gesichert gilt Corona-Krise im
(95,4 Prozent aller Haushalte in Deutschland
Festnetz um 100
Die gute Nachricht: Das Netz ist nicht zusam- können einen Internetanschluss mit einer
mengebrochen während der Corona-Krise, Übertragungsgeschwindigkeit zwischen 16 und im Mobilfunk-
obwohl der Datenverkehr in kurzer Zeit um und 30 Mbit/s – meist über DSL – erhalten, netz um 75 Pro-
100 Prozent im Festnetz und um 75 Pro- vergleiche Breitbandatlas 2020), weist das
zent im Mobilfunknetz zunahm (Blanken- Mobilfunknetz weiterhin viele weiße Flecken zent zu
burg 2020). Ein Grund dafür ist, dass sich die auf und bleibt in vielfacher Hinsicht hinter
enorme Steigerung des Datenverkehrs über dem üblichen Standard anderer Länder
den Tag verteilte und nicht nur in die abend- zurück. Besonders hinkt Deutschland bei den
liche Spitzennutzungszeit fiel. Die schlechte leistungsfähigen Glasfaseranschlüssen hinter-
Nachricht: Deutschland liegt im europäischen her. Diese gelten als zukunftssicher, weil sie
Vergleich der verfügbaren Bandbreiten immer Übertragungen im Gigabit-Bereich und sehr
noch auf einem der hinteren Plätze und ist schnell aufbauende Verbindungen ermögli-
in vielen Regionen schlecht gerüstet für die chen sowie genügend Bandbreite für Über-
steigende Nachfrage nach Gigabit-Internet- tragungen in beide Richtungen (Download
anschlüssen. Viele fragen sich, wie es sein und Upload) zur Verfügung stellen. Darüber
kann, dass eines der leistungsfähigsten und hinaus sind engmaschige Glasfasernetze eine
innovativsten Länder der Welt in fast allen Voraussetzung für schnelle 5G Mobilfunkver-
Rankings zur digitalen Infrastruktur über bindungen (Berner 2017).
Jahre hinweg so schlecht abschneidet (zum
Beispiel OECD 2019, European Commission Aber nur 3,3 Prozent aller Haushalte in
2020, FTTH Council Europe 2020). Während Deutschland können derzeit Fibre-To-The-
andere Länder ihre Internet-Zugangsnetze mit Home oder Fibre-To-The-Building (FTTH/B)-
großem Aufwand modernisiert und ausgebaut Anschlüsse nutzen, im Unterschied zu Schwe-
haben, hat Deutschland den nötigen Breit- den (56,8 Prozent), Spanien (54,3 Prozent),
bandausbau offenbar verschlafen. Frankreich (25,6 Prozent) oder Dänemark
(24,0 Prozent) (Stand Ende 2019, FTTH Council
Europe 2020, S. 17). Das lange Festhalten
11Die Fragen im Detail
an kupferbasierten DSL-Anschlüssen hat in realisiert werden. Und fehlende Tiefbau-
Deutschland wie auch in anderen Ländern kapazitäten verteuern und verlangsamen
zu einem deutlichen Rückstand geführt – die sowohl kommunale als auch kommerzielle
großen Telekommunikationsunternehmen Ausbauprojekte.
setzten hier auf die Vermarktung von DSL
statt auf die Neuverlegung von Glasfaserlei- In der Corona-Krise konnten Telekommunika-
tungen (zum Beispiel Italien, Großbritannien, tions- und Kabel-TV-Unternehmen ein Stück
Österreich). weit in die digitale Zukunft blicken und sehen,
dass Bedarfe schneller als erwartet wachsen
Aus Innovationssicht sind leistungsfähige können (zum Beispiel Windolph 2020). Damit
Netze aber von besonderer Bedeutung: Die entfällt ein Argument, das lange Zeit größere
Innovationsforschung zeigte in den letzten Investitionen in die Breitbandinfrastruktur
» Jahren, dass dort, wo Bandbreiten im Über-
fluss und mit entsprechenden Qualitätsmerk-
verhinderte: die vermeintlich fehlende Nach-
frage nach hochbitratigen Anschlüssen. Dabei
Wo Bandbreiten malen zur Verfügung stehen (Stabilität, gerin- haben viele Modellrechnungen und die Ent-
ge Latenz, Symmetrie usw.) eine Dynamik und wicklungen in innovativen Regionen gezeigt,
im Überfluss zur kreative Kräfte freigesetzt werden, die digitale dass der Bedarf mit dem Angebot steigt und
Verfügung stehen, und soziale Innovationen verschiedenster Art sich Netzinvestitionen langfristig auszahlen
werden kreative fördert (zum Beispiel Arnold 2018, Briglauer et (Van Baal et al. 2016, Schleife et al. 2017, WIK
al. 2019). Sicher braucht es auch noch andere 2016).
Kräfte freigesetzt, Faktoren wie zum Beispiel Kreativität, Vielfalt,
die digitale und Anwendungswissen und Akzeptanz, um die Obwohl aktuelle Entwicklungen vorsich-
Potenziale einer leistungsfähigen digitalen tig optimistisch stimmen, bleiben wichti-
soziale Innovatio- Infrastruktur zu entfalten. Aber ohne die tech- ge Baustellen für den Breitbandausbau in
nen fördern nische Infrastruktur bleibt es bei »schmalban- Deutschland: Die staatliche Förderung sollte
digen« Innovationen mit schwächerem Impact konsequent weitergeführt, Antrags- und
in den entsprechenden Regionen (Beckert Genehmigungsverfahren vereinfacht und der
2019, S. 9). Anspruchskreis erweitert werden. Nur so lässt
sich die aktuelle Dynamik im TK-Bereich auf-
Die Politik fördert den Breitbandausbau seit rechterhalten. Auch die Bundesländer sollten
etlichen Jahren. Laut Bundesregierung soll ihre Programme im Sinne von »Glasfaser only«
Deutschland bis Ende 2025 über ein flächen- weiterführen. Weiterhin ist es notwendig,
deckendes Gigabit-Netz verfügen. Insbeson- die Kreise, Städte und Gemeinden mit mehr
dere im ländlichen Raum werden Ausbau- Breitband-Expertise auszustatten. Vielfach
projekte subventioniert, seit 2018 nur noch fehlt es schlicht an geeignetem Personal, die
solche, die konsequent auf Glasfaser setzen. kommunalen Glasfaserprojekte zu planen und
Der Bund hat bisher rund 7,3 Milliarden Euro umzusetzen (Beckert 2019, S. 82 f ).
in den Netzausbau investiert, bis Ende 2020
waren über 1.900 Ausbauprojekte bewilligt
(BMVI 2020). Und auch die Bundesländer
unterstützen den Glasfaserausbau, wo es sich
für die kommerziellen Betreiber nicht rech-
net. So setzt zum Beispiel das Land Baden-
02
Württemberg seit Jahren auf das so genannte Wann führt die Digitalisierung zu
Betreibermodell, bei dem die Kommunen offeneren Innovationsprozessen?
den Netzausbau in Eigenregie betreiben und
finanzieren und die Netze anschließend an Die Digitalisierung ermöglicht neue Feedback-
kommerzielle Service-Anbieter verpachten (IM und Beteiligungsformen bei der Entwicklung
Baden-Württemberg 2020). neuer Produkte und Dienstleistungen. Die
Öffnung etablierter Innovationsprozesse für
Trotzdem kommt der Glasfaserausbau nicht neue Akteure ist ein Kennzeichen von Open
schnell genug voran. Aktuell verhindern vor Innovation, einem Innovationsmodus, bei
allem komplizierte Antrags- und Genehmi- dem Transparenz, Kollaboration und Beteili-
gungsverfahren, dass noch mehr Projekte gung zum Beispiel von Nutzer:innen, Kunden,
12Die Fragen im Detail
Zulieferern, Mitarbeiter:innen oder anderen Öffnungsbewegung nahelegt. Denn auch
externen Akteuren im Mittelpunkt stehen. Schließungsprozesse lassen sich beobachten,
insbesondere dort, wo es um Innovationen
»Open Innovation« grenzt sich vom konven- mit hoher Marktrelevanz und um die Kom-
tionellen Verständnis von »Closed Innova- merzialisierung von geistigem Eigentum geht.
tion« ab, bei dem in einem abgeschlossenen
unternehmensinternen Bereich Innovationen Aus diesen Analysen lässt sich zweierlei
hauptsächlich durch die interne FuE-Abteilung schließen: Zum einen handelt es sich bei der
entwickelt und umgesetzt werden (vergleiche Open-Innovation-Entwicklung wie auch bei
Möslein und Neyer 2009, S. 89 oder Hess der Digitalisierung nicht um einen Automatis-
2019, S. 66). mus. Die Vorteile offener Beteiligungsprozesse
können von Unternehmen, Verwaltungen und
Während in der Innovationsforschung Einig- der Gesellschaft nur genutzt werden, wenn
keit darüber besteht, dass Open Innovation sich die Akteure auf den neuen Innovations-
eine neue Öffnungsdimension von Innova- modus einlassen, sich für neue Kooperationen
tionsprozessen darstellt und parallel zum Fort- und Akteure öffnen und sich noch stärker ver-
schreiten der Digitalisierung gesehen werden netzen und digitale Plattformen aktiv nutzen.
muss (zum Beispiel Guellec et al. 2020,
Urbinati et al. 2020, Häußermann et al. 2018, Zum anderen lässt sich daraus schließen, dass
Keuper et al. 2013) ist unklar, wie weit sich die klassische FuE keineswegs ausgedient hat.
Wirtschaft und Gesellschaft bereits auf diesen Sie bleibt weiterhin relevant im industriellen
neuen Innovationsmodus eingestellt haben. wie auch im Dienstleistungskontext. Hier gilt
es insgesamt, genauer hinzuschauen und die
Zwar gibt es Studien zur Nutzung von Open Veränderung von Innovationsprozessen lang-
Innovation in bestimmten Wirtschaftssektoren fristig und insbesondere in ihrem jeweiligen
wie etwa dem Dienstleistungssektor (Roth Bezug zur Digitalisierung zu betrachten.
2018), in bestimmten Unternehmensclustern
wie etwa mittelgroßen deutschen Weltmarkt-
führern (Vonnahme und Lang 2019) oder auch
über alle Branchen hinweg, dann aber mit
einer engen Definition von Innovationskoope-
rationen (zum Beispiel ZEW 2019).
03
Welche Auswirkungen hat die stren-
Die empirischen Befunde reichen allerdings ge europäische Datenschutzregulie-
nicht aus, um die These vieler Open-Innova- rung auf das Innovationsgeschehen?
tion-Vertreter zu belegen, dass es sich bei der
Öffnung von Innovationsprozessen für neue
Akteure um eine zwangsläufige Entwicklung
Bislang scheint die Datenschutz-Grundverord-
nung (DSGVO) sowohl innovationshemmende
»
handelt, die früher oder später alle Branchen als auch -fördernde Wirkungen zu entfalten. Die DSGVO
und Bereiche erfassen und die schließlich das Evidenz für innovationshemmende Effekte
ganze Innovationsgeschehen dominieren wird findet sich zum Beispiel in den repräsentativen
scheint sowohl
(zum Beispiel von Hippel 2005, Bogers et al. Befragungen des Branchenverbandes Bitkom: innovations-
2010 oder Breschi et al. 2017). Dort geben 14 Prozent der Firmen an, dass
hemmende als
»innovative Projekte« in ihrer Firma wegen der
Eine Analyse zur neuen Rolle der Nutzer:innen DSGVO gescheitert sind. 29 Prozent glauben, auch -fördernde
in den Bereichen Informations- und Kommu- die DSGVO verhindere Innovationen in der EU. Wirkungen zu
nikationstechniken, industrielle Produktion, 16 Prozent sehen in der DSGVO sogar eine
Gesundheitswesen, Bioökonomie und neue Gefahr für ihr Geschäft (BitKom 2019). 79 Pro- entfalten
Materialien zeigte, dass traditionelle und zent sehen im Datenschutz eine der »größten
neuartige Innovationsmodi parallel zueinan- Hürden« für den Einsatz neuer Technologien
der existieren und dynamisch aufeinander in ihrer Firma (BitKom 2020a). Es gibt verstreu-
wirken (Beckert et al. 2021). Die Situation te Hinweise, dass vor allem Big Data, Internet
scheint tatsächlich komplexer zu sein als of Things und digitale Plattformen betroffen
es die Vorstellung einer ungebrochenen sein könnten (BitKom 2020a, KPMG 2017,
13Die Fragen im Detail
Bitkom 2020b). Im Android App-Markt Personenrückschluss möglich ist), Wetter-
(Google Playstore) hat die DSGVO zu massiven daten, Umweltdaten und Ähnlichem basieren,
Rückgängen in der Entwicklung neuer Apps sind hiervon ausgenommen.
und zum Rückzug vieler Entwickler geführt
(Janssen et al. 2020). Andererseits geben aber Prinzipiell stellt sich die Frage, inwieweit die
25 Prozent der befragten Unternehmen an, DSGVO den Zugang zu personenbezogenen
die DSGVO bringe ihrer Firma » Vorteile«, Daten spürbar erschwert. Die Umsetzung
50 Prozent halten sie für einen »Wettbewerbs- der DSGVO ist für viele Firmen sehr arbeits-
vorteil« für EU-Firmen (BitKom 2019). aufwändig gewesen und ist es zum Teil noch
immer. Viele Firmen fühlen sich weiterhin mit
Eine wirtschaftspolitische Bewertung dieser hoher Rechtsunsicherheit konfrontiert. Es gibt
Zahlen ist jedoch schwierig. So ist unklar, wer Hinweise darauf, dass Innovationshemmnisse
die im negativen Sinne am stärksten betroffe- weniger in konkreten Vorgaben der DSGVO
nen Firmen sind. Sind etwa die 16 Prozent, die an sich als im Compliance-Aufwand und in
um ihre Geschäftstätigkeit fürchten, wachs- der empfundenen Rechtsunsicherheit liegen
tumsstarke Entwickler von Zukunftstechno- könnten (BitKom 2019, Janssen et al. 2020,
logien? Oder Vertreter einer auf umfassender Martin et al. 2019). Sollten diese Hemmnisse
Ausspähung (Christl und Spiekermann 2016) wegfallen, weil Prozesse angepasst und tech-
basierenden Online-Werbebranche mit frag- nische Lösungen entwickelt werden und weil
lichem gesellschaftlichen oder wirtschaft- Gerichtsurteile zunehmend Klarheit geben,
lichen Mehrwert (Frederik und Martijn 2019, dürften auch die Klagen über die innovations-
Marotta et al. 2019)? Wer verbirgt sich hinter hemmende Wirkung zurückgehen. Denkbar
der größeren Zahl von Firmen, die Vorteile aus ist aber auch, dass Aufwände dauerhaft höher
der DSGVO ziehen? Wir wissen es nicht. bleiben und eine hohe Rechtsunsicherheit
bleibt.
Ebenfalls unklar ist, wie diese qualitativen Ein-
schätzungen zum Teil zu bewerten sind: Folgt Innovationsfördernde Effekte des Datenschut-
aus der Aussage, dass »Datenschutz« eine oft zes liegen in gesteigertem Vertrauen digitaler
genannte »Hürde« für die Einführung neuer Angebote aufgrund der DSGVO sowie im
Technologien ist, dass der Datenschutz Firmen neuen Bedarf für Compliance-Lösungen.
vor immense Probleme stellt? Oder eher, dass Der Compliance-Aufwand für Datenschutz
es sich um gängige Hürden handelt, die es bei hat Anreize für Firmen geschaffen, in Tech-
jeder Technologieeinführung gibt? Gelingt es nologien zu investieren, die diese Arbeiten
Firmen in der Regel, diese »Hürde« mit ver- vereinfachen, automatisieren und handhab-
tretbarem Aufwand zu nehmen? Wann nicht? bar machen (Martin et al. 2019, IAPP und
TrustArc 2019). Wie Branchenverzeichnisse
» Schließlich ist unklar, auf welche Aspekte
der DSGVO etwaige Innovationshemmnisse
zeigen, ist seit Einführung der DSGVO die
Zahl der Firmen, die entsprechende Produkte
Die Umsetzung zurückzuführen sind. Das Datenschutzrecht entwickeln, sprunghaft gestiegen (IAPP 2020).
verbietet fast keine Datenverarbeitungen per Aber nicht nur die Compliance ist betroffen.
der DSGVO ist für se, sondern stellt zu erfüllende Vorgaben auf, Innovationsaktivitäten adressieren ein breites
viele Firmen sehr damit diese zulässig sind. So ist die Frage eher, Spektrum von Lösungen, von Produkten zur
arbeitsaufwändig ob diese Vorgaben mit vertretbarem Auf- Daten(schutz)governance über IT-Sicherheit
wand erfüllbar und ob sie klar genug spezi- bis zu Verfahren der Anonymisierung bezie-
gewesen und ist fiziert sind, um rechtssichere Umsetzungen hungsweise Pseudonomyisierung und der
es zum Teil noch zu erlauben. Gilt beides nicht, könnte dies Auswertung der entsprechenden Daten (IAPP
Innovationsprojekte tatsächlich hemmen, da 2020, The Royal Society 2019). Wie beim
immer Kosten entstehen und das Risiko des Schei- Umweltschutz könnte die Regulierung auch
terns erhöht wird. Radikale Innovationspro- hier einen Leadmarkt erzeugen.
jekte mit ohnehin hohem Risiko könnten so
weiter gebremst werden. Bekanntermaßen Die Befürchtung von Datenmissbrauch kann
geht es beim Datenschutz immer um perso- private wie gewerbliche Kunden vom Kauf
nenbezogene Daten. Innovative Angebote, datenbasierter Produkte abhalten, was
die auf aggregierten Verkehrsdaten (wo kein Anreize zur Entwicklung neuer Technologien
14Die Fragen im Detail
senken kann. Datenschutzfragen scheinen Die Diskussion zu diesen Fragen wird unter
zum Beispiel ein wichtiger Grund für die der Überschrift »KI-Ethik« oder »vertrauens-
Nicht-Nutzung digitaler Sprachassistenten würdige KI« (»Trustworthy AI«) geführt. Die
zu sein (Deloitte und BitKom 2018). Auch Expert:innen der High-Level Expert Group
rechtlich unproblematische Innovationen on Artificial Intelligence der EU-Kommission
scheitern zum Teil an der Angst vor »Aus- haben sich bereits 2019 dafür ausgesprochen,
spähung« (Martin et al. 2019). Regulierung ist
grundsätzlich geeignet, derartige Ängste zu
Vertrauenswürdigkeit zu einem Qualitätsmerk-
mal europäischer KI-Systeme zu machen und »
nehmen und Vertrauen herzustellen (Kara- dazu sieben Anforderungskriterien definiert, Vertrauens
boga et al. 2021). Unter welchen konkreten die vom Vorrang menschlichen Handelns
Bedingungen dies gelingen kann, ist jedoch vor maschinellen Entscheidungen über den
würdigkeit soll
genauso wie die Frage nach den innovations- Datenschutz und die Nichtdiskriminierung bis ein Qualitäts-
fördernden oder -hemmenden Impacts der hin zur Rechenschaftspflicht reichen (High-
merkmal euro
europäischen Datenschutzvorgaben ein rele- Level Expert Group on Artificial Intelligence
vantes Forschungsdesiderat. 2019). Auch die Datenethikkommission der päischer KI sein
Bundesregierung hat sich für die Umsetzung
Die diesem Beitrag zugrunde liegende For- ethischer und rechtlicher Grundsätze in KI-
schung wurde teilweise mit Mitteln des Bun- Anwendungen ausgesprochen (Datenethik-
desministeriums für Bildung und Forschung kommission 2019). Dahinter steht die Suche
unter dem Förderkennzeichen 16KIS0741K nach einem genuin europäischen Weg für den
gefördert. Einsatz von Künstlicher Intelligenz, der sich
vom rein kommerziellen Einsatz in den USA
und dem Einsatz für Überwachungszwecke in
China unterscheiden soll.
04 Um Vertrauenswürdigkeit zu einem Quali-
tätsmerkmal europäischer KI zu machen,
Wie können vertrauenswürdige KI- hat die europäische High-Level-Group eine
Systeme implementiert werden? umfangreiche Checkliste erstellt, die Anbieter
und Nutzer:innen einsetzen können, um zu
Neuartige Methoden der Muster- und überprüfen, inwieweit das zu implementie-
Bilderkennung auf der Basis maschinellen rende KI-System den sieben Anforderungen
Lernens lassen sich in ganz unterschiedlichen entspricht (High-Level Expert Group on
Anwendungsgebieten einsetzen, um künftige Artificial Intelligence 2020). In jüngster Zeit
Zustände oder Verhaltensweisen vorherzu- kamen weitere Vorschläge hinzu, um die
sagen. KI-Systeme, die maschinelles Lernen teilweise abstrakten und kontextsensitiven
einsetzen, können zum Beispiel im Gesund- Anforderungen in praktische Arbeitsvorlagen
heitsbereich zur Diagnose von Krankheiten zu überführen und um die Bewertung besser
eingesetzt werden und individuelle Therapien handhaben zu können. So hat zum Beispiel
empfehlen. Bei der Arbeitsvermittlung können die AI Ethics Impact Group unter der Koordi-
automatisierte Systeme berechnen, für welche nation von VDE und Bertelsmann Stiftung ein
Menschen sich Weiterbildungsangebote KI-Ethik-Kennzeichnungssystem entwickelt,
lohnen und für welche nicht. Beim autonomen das sich an das Energieeffizienz-Label anlehnt
Fahren lassen sich KI-Systeme zur Innenraum- und für die sechs Dimensionen Transparenz,
überwachung einsetzen, um zu berechnen, Verantwortlichkeit, Privatheit, Gerechtigkeit,
wie schnell der Fahrer oder die Fahrerin in Zuverlässigkeit und ökologische Nachhaltigkeit
einer kritischen Situation wieder die Kontrolle jeweils sieben Güteklassen definiert (AI Ethics
übernehmen kann. Künstliche Intelligenz stellt Impact Group 2020). Weitere Vorschläge
eine neue Entwicklungsstufe hin zu automa- zur konkreten Umsetzung von vertrauens-
tisierten, autonom agierenden Systemen dar. würdigen KI-Anwendungen kommen von der
Damit stellen sich aber auch Fragen der Ver- Plattform Lernende Systeme (Huchler et al.
trauenswürdigkeit solcher Systeme, hinsicht- 2020), aus dem Forum Privatheit (2020) oder
lich der Privatsphäre und letztlich Fragen der für den medizinischen Bereich aus dem Projekt
Selbstbestimmung des Menschen. Deepen Genomics (König et al. 2021). Für eine
1516
Die Fragen im Detail
Analyse unterschiedlicher Guidelines siehe Co-Design-Prozess werden dabei System-
Hagendorff 2020). planer:innen, technische Entwickler:innen,
Sozialwissenschaftler:innen und potenzielle
Woran es derzeit allerdings fehlt, sind kon- Nutzer:innen einbezogen. Dabei können
krete Umsetzungsbeispiele, die entsprechend Roadmaps eingesetzt werden, um die unter-
der vorliegenden Leitlinien und Checklisten schiedlichen Positionen aufzuzeigen und letzt-
durchgeführt werden. Erfolgsbeispiele sind lich auf das Ziel hin auszurichten (siehe zum
aber dringend notwendig, um die Vorteile ver- Beispiel SmartMaps 2018).
trauenswürdiger KI-Systeme zu demonstrieren
und Nachahmer zu motivieren. Ein Grund für Gute Erfahrungen mit diesen Formaten
die aktuell fehlenden Beispiele dürfte sein, wurden insbesondere im angelsächsischen
dass die Entwickler:innen von KI-Systemen Bereich in verschiedenen Technologiefeldern
ebenso wie die Verantwortlichen in Organi- gemacht. In Deutschland führt diese Art der
sationen, die KI-Systeme implementieren, die integrativen Technikentwicklung ein Schatten-
Anforderungskataloge oftmals als etwas anse- dasein. Um die Konzepte der vertrauenswür-
hen, das von außen an sie herangetragen wird digen KI mit Leben zu füllen, kommt es jetzt
und das mit ihrer eigentlichen Arbeit nichts darauf an, solche oder ähnliche Methoden
zu tun hat (siehe Hagendorff 2020, S. 114 f ). von »embedded social scientists« in Deutsch-
Aufgrund der weitreichenden gesellschaft- land einzusetzen, um konkrete Beispiele zu
lichen Konsequenzen von KI ist dies allerdings schaffen, die als Blaupause für den europäi-
ein fataler Trugschluss. KI-Anwendungen
ohne durchdachtes Nutzungs- und Wirkungs-
schen KI-Ansatz dienen können.
»
konzept laufen Gefahr, Nutzererwartungen zu KI-Anwendungen
ignorieren und Akzeptanz zu verspielen.
ohne durchdach-
Hier wird deutlich, dass es sich bei der 05 tes Nutzungs- und
Implementierung vertrauenswürdiger KI um
Wirkungskonzept
ein interdisziplinäres Projekt handelt, in das Wie lässt sich das Produktivitätspara-
neben Informatiker:innen und Ingenieur:innen doxon der Digitalisierung auflösen? laufen Gefahr,
auch Sozial- und Geisteswissenschaftler:innen Nutzererwartun-
eingebunden werden sollten – und zwar nicht Die Produktivität hat sich in den einzelnen
erst nachträglich, um die Lösungen zu bewer- Produktionssektoren seit der Finanz- und gen zu ignorieren
ten und zu kritisieren, wenn es sie schon gibt, Wirtschaftskrise im Jahr 2009 sehr unter- und Akzeptanz zu
sondern bereits in frühen Phasen des Entwi- schiedlich entwickelt. Während zum Beispiel
cklungs- und Implementierungsprozesses. der Maschinen- und Anlagenbau und die verspielen
Metallbranche bislang gerade wieder das
Formate und Methoden, die sich hierfür Niveau von vor 2009 erreicht haben, konnte
eignen, sind zum Beispiel der Socio-Technical- der Fahrzeugbau sowie die Elektronik, Optik
Integration-Ansatz oder der ganzheitliche und Messtechnik deutliche Produktivitäts-
Design-Ansatz nach dem Vorbild von Privacy- gewinne seit 2009 verzeichnen (Rammer et
by-Design: Die Methode der sozio-techni- al. 2018). Folglich stellt sich auch mit Blick
schen Integration sieht vor, dass Sozialwis- auf die Digitalisierung die Frage, wodurch die
senschaftler:innen mit Informatiker:innen in Produktivitätsentwicklung beeinflusst wird
den Forschungslaboren und in Implemen- und wie sie sich messen lässt.
tationskontexten interagieren und anhand
spezieller Protokolle nutzerbezogene, ethische Grundsätzlich ergibt sich die Produktivität
und gesellschaftliche Anforderungen und aus dem Verhältnis von Input zu Output. Sie
Folgen ihrer Arbeit von Beginn an gemeinsam wird meist in Form der sogenannten Arbeits-
reflektieren (Fisher and Schuurbiers 2013). Der produktivität gemessen, die sich damit auf ein
ganzheitliche Design-Ansatz funktioniert ganz Unternehmen, einen Sektor, oder ganze Wirt-
ähnlich und hilft, frühzeitig im Entwicklungs- schaftszweige beziehen kann. Die Arbeits-
zyklus mögliche Technikfolgen zu antizipie- produktivität bemisst sich an der generierten
ren, zu bewerten und dann gegebenenfalls Bruttowertschöpfung je geleisteter Arbeits-
durch Designänderungen zu adressieren. Im stunde. Die Produktivitätsentwicklung wird
17Die Fragen im Detail
von zahlreichen Faktoren beeinflusst, wie ihre serviceorientierten Geschäftsmodelle mit
etwa der Geldpolitik, der Preisentwicklung digitalen Technologien, so weisen sie eine
auf Rohstoffmärkten, demografische Ent- höhere Arbeitsproduktivität auf als Betriebe,
wicklungen, Arbeitsmarktreformen oder dem die ihre Geschäftsmodelle weiterhin analog
sektoralen Strukturwandel (Ademmer et al. anbieten (Lerch und Maloca 2020). Allerdings
2017). Die Digitalisierung stellt somit einen ist hier in beiden Fällen zu berücksichtigen,
weiteren Einflussfaktor unter zahlreichen dass nicht zwangsläufig davon ausgegangen
anderen wirtschaftlichen und technologi- werden kann, dass die Digitalisierung der
schen Größen dar. Treiber dieser höheren Arbeitsproduktivität
ist. Ebenso ist denkbar, dass produktivere
Derzeit lässt sich der Effekt der Digitalisierung Betriebe häufiger auf digitale Technologien
auf die Produktivitätsentwicklung gesamt- setzen, da sie zum Beispiel stärker investieren
wirtschaftlich nicht exakt messen. Allerdings können als andere Betriebe.
existieren verschiedene Thesen, wie digitale
Technologien die Produktivität von Industrie Großes Interesse gilt derzeit den Auswir-
und Unternehmen beeinflussen können. So kungen der Corona-Krise. Jüngste Daten
» setzt die Digitalisierung bei der Produktivität,
dem Output und dem Input an (Rammer et
zeigen, dass viele Unternehmen während des
Lockdowns 2020 neue digitale Lösungen ein-
Viele Unterneh- al. 2018). Durch digitale Technologien können geführt haben und zudem verstärkt in digitale
(Produktions-)Prozesse von Betrieben neu Technologien investieren (Lerch et al. 2020
men haben wäh- ausgerichtet, automatisiert und damit effi- sowie Bernau 2021).
rend des Lock- zienter gestaltet werden. Ebenso lassen sich
downs 2020 neue Informationsaustausch und Interaktion mit Die hier vorgestellten Thesen zu konkreten
Kunden, Zulieferern und Partnern durch digi- Produktivitätspotenzialen der Digitalisierung
digitale Lösungen tale Technologien effizienter gestalten. Beide einerseits und die ausbleibenden Produk
eingeführt Beispiele machen die internen Abläufe von tivitätssteigerungen in der Statistik anderer-
Betrieben effizienter, was zu einer Reduktion seits zeigen das Paradoxon beim Zusammen-
des Inputs führt. spiel von Produktivität und Digitalisierung
deutlich auf. Die Wirkung der Digitalisierung
Ebenso ergeben sich durch die Digitalisie- auf die Produktivität ist komplex, vielfältig
rung weitreichende Möglichkeiten für neue und je nach Blickwinkel unterschiedlich.
Produkte, Dienstleistungen und Geschäfts- Von daher gilt es, je nach Betrachtungs-
modelle, die neue Werte schaffen und in gegenstand geeignete Erklärungsmodelle
den Output fließen. Um diesen zu erhöhen, und Methoden einzusetzen, um das Zusam-
müssen sich aber auch höhere Preise für die menspiel von Produktivitätsentwicklung
neuen Produkte und Dienste auf den Märkten und Digitalisierung zu untersuchen. Ebenso
durchsetzen lassen. Ist dies nicht möglich sollten im Zuge der Digitalisierung nicht nur
oder verringern sich die Preise eventuell sogar, Produktivitätsfortschritte betrachtet werden,
kommt es folglich zu keiner Erhöhung des sondern auch Aspekte der Flexibilisierung, der
Outputs. Die bloße Digitalisierung von Pro- Erhöhung der Arbeitsqualität, der Erschlie-
dukten und Diensten führt also nicht zwangs- ßung von Innovationspotenzialen oder die
läufig zu einer höheren Produktivität. Möglichkeiten neuer digitaler Wertschöp-
fungsmodelle mit in Fortschrittsüberlegungen
Auf betrieblicher Ebene zeigt sich zudem einbezogen werden.
ein signifikanter Zusammenhang zwischen
dem Einsatz digitaler Technologien und der
Arbeitsproduktivität: Je höher der Digitalisie-
rungsgrad eines Betriebs in dessen Produk-
tion, desto höher die Arbeitsproduktivität
(Lerch et al. 2017). Ähnliches gilt beim Ange-
bot digitaler Geschäftsmodelle von Produk-
tionsbetrieben. Flankieren Produkthersteller
18Die Fragen im Detail
06 aufgrund der starken Regulierung länger
dauern dürfte. Um eine deutlich höhere
Auslastung der Netzinfrastruktur und der
Wie können Digitalisierung und bestehenden Erzeugungsanlagen realisieren
Künstliche Intelligenz die Energie- zu können, ist eine umfangreiche Anpassung
wende beschleunigen? von Planungsgrundsätzen des deutschen
Energiesystems notwendig.
Die Energiewirtschaft ist bereits heute eine
sehr stark datengetriebene Branche, in der Bisher wird KI vor allem zur Prognose und
Planungs- und Optimierungsmethoden ein- beim Stromhandel genutzt. Für eine weite-
gesetzt werden. Der Einsatz von KI-Metho- re Verbreitung von KI ist die Verfügbarkeit,
den bedeutet hier einerseits einen weiteren Nutzung und Auswertung von Daten eine
Effizienzschub und eröffnet andererseits Grundvoraussetzung. Hier bietet insbeson-
neue Gestaltungsmöglichkeiten des Gesamt dere die datenbasierte Zustandserkennung
systems. KI-Systeme können Muster in großen von Anlagen und Infrastrukturen einen
Datensätzen erkennen, Vorhersagen über vielversprechenden Anwendungsfall, um das
künftige Zustände wie Verbräuche machen Energiesystem nachhaltiger und effizienter zu
und Entscheidungen, die auf der Basis vieler machen. Dafür müssen – im Unterschied zum
verschiedener Parameter getroffen werden Monitoring der Bedarfseite – keine personen-
müssen, synchronisieren und automatisieren. oder haushaltsbezogenen Daten erhoben und
verarbeitet werden. Dennoch ist es auch hier
Der größte Nutzen digitaler Technologien und
insbesondere von KI wird im Energiebereich
notwendig, Transparenz und Nachvollzieh-
barkeit von automatisierten Entscheidungs- »
durch die Prognose und Betriebsoptimierung systemen sicherzustellen, um Vertrauen in die Für Unternehmen
von kleinen PV-Anlagen, Stromspeichern eingesetzten Systeme zu schaffen. Vertrauen
und flexiblen Verbrauchern erwartet. Hinzu wird insbesondere dann zentral, wenn die KI-
in der Energiewirt-
kommt die bessere Planung und Betriebsfüh- Systeme weitgehend eigenständig zum Bei- schaft bedeutet
rung von Energieinfrastrukturen. Installieren spiel im Bereich des Netzbetriebes entschei-
die Anwendung
Einzelhaushalte weiter verstärkt PV-Anlagen den oder als autonomer Stromhändler aktiv
und Stromspeicher oder nutzen Elektro- werden sollen. Zukünftige Forschungsfragen von KI eine Ände-
fahrzeuge und elektrische Wärmepumpen, sind dazu unter anderem wie und in welchem rung der Unter-
können sich die Belastungen insbesondere Maße KI-Methoden dann zu zertifizieren sind.
im Stromverteilnetz deutlich erhöhen. Mit nehmensprozesse
Hilfe von KI lässt sich in einem solchen Fall ein Für Unternehmen in der Energiewirtschaft
effizienter und sicherer Betrieb der Energie- bedeutet die Anwendung von KI eine
infrastruktur gewährleisten, auch wenn Änderung der Unternehmensprozesse. Diese
Kapazitätsengpässe im Stromnetz bestehen. müssen sich noch stärker an digital verfüg-
Bei einem weiteren Anstieg der Erzeugungs- baren Daten ausrichten, um kundennäher und
kapazität können wetterbedingt (bei viel effizienter agieren zu können. Dazu ist es zum
Sonne oder viel Wind) häufiger Situationen einen notwendig, entsprechende Voraus-
mit einem großen Angebot an Energie ent- setzungen in den Unternehmen zu schaffen.
stehen, die kurzfristig eine entsprechende Dazu bedarf es Expert:innen die sowohl die
Nachfrage und verfügbare Übertragungswe- KI-Methoden als auch die möglichen Anwen-
ge zur Verteilung der Energie suchen. Durch dungsfelder verstehen und diese zusammen-
den KI-Einsatz kann der Abgleich zwischen bringen können. Zum anderen ist auch die
Angebot und Nachfrage sekundenschnell Qualifizierung von Mitarbeiter:innen und die
erfolgen, wobei sich prinzipiell eine Vielzahl Einbindung von KI-Methoden in bestehende
an Rahmenbedingungen und Präferenzen der Prozesse notwendig, damit Künstliche Intelli-
Nutzer:innen berücksichtigen lassen. genz als Unterstützung und nicht als Konkur-
renz wahrgenommen wird.
Dazu bedarf es jedoch einer disruptiven
Veränderung des Energiesystems, welche
1920
Die Fragen im Detail
07 In einigen Bereichen gilt die Digitalisierung
durchaus als treibende Kraft und große
Chance für den Weg zu einer nachhaltigeren
Wie lassen sich die Umwelt Gesellschaft. Jedoch wird auch vermehrt vor
effekte der Digitalisierung besser zu großen Hoffnungen gewarnt, verbunden
analysieren? mit dem Verweis auf mögliche Risiken durch
nicht absehbare beziehungsweise nicht
Die mit der Digitalisierung einhergehenden berücksichtigte Rebound-Effekte (Daum
Veränderungen haben ohne Zweifel auch 2020). Ebenfalls wird auf den stark steigen-
relevante Auswirkungen auf die Umwelt und den Ressourcenverbrauch zur Herstellung und
werden zukünftig noch stärkere Relevanz zum dauerhaften Betrieb der IKT-Technologie
erlangen. Ob und inwieweit die Digitalisie- verwiesen.
rung dabei insgesamt zu einer Belastung oder
im Gegenteil vielmehr zu einer Entlastung Einen Vorschlag zur detaillierteren Bewer-
für die Umwelt führen wird, ist nach dem tung des Potenzials möglicher Umweltef-
derzeitigen Kenntnisstand noch nicht seriös fekte liefert ein Bewertungsschema, das die
abschätzbar, da eine systematische Analyse umweltrelevanten Effekte der Digitalisierung
der Auswirkungen des digitalen Wandels in die Kategorien direkte, indirekte und sys-
auf die Umwelt noch aussteht (Gotsch 2020, temische Effekte einteilt (Horner et al. 2016,
WBGU 2019). Gotsch 2020). Die direkten Effekte ergeben
sich aus Herstellung, Betrieb und Entsorgung
Eine genaue Analyse der Chancen und
Herausforderungen des digitalen Wandels,
von IKT-Komponenten; gemeint ist also die
Umweltbelastung, die sich über den gesam- »
speziell unter Umweltgesichtspunkten, erfolgt ten Lebenszyklus der Komponenten ansam- Die Chancen und
derzeit im Rahmen mehrerer Forschungsvor- melt. Die indirekten Effekte beziehen sich
haben (zum Beispiel Fraunhofer ISI 2020). auf mögliche Effizienzgewinne und positive
Herausforderun-
Erste Ergebnisse sollen den digitalen Wandel Ersatzwirkungen, die aus der Anwendung gen des digitalen
aus umweltpolitischer Sicht dabei nicht nur neuer digitaler Möglichkeiten gegenüber dem
Wandels unter
passiv begleiten, sondern vielmehr aktiv Status Quo resultieren. Systemische Effekte
beeinflussen. Bereits in der Vergangenheit (insbesondere Rebound- beziehungsweise Umweltgesichts-
wurde im Zuge der Diskussion um digitale Rückkopplungseffekte) sind aus Umwelt- punkten wird der-
Neuerungen auch punktuell auf mögliche sicht unbedingt zusätzlich zu beachten. Die
Umweltvorteile verwiesen: Beispiele sind Reboundeffekte lassen eine negative Wirkung zeit erforscht
mögliche Effizienzsteigerungen durch auto- erwarten, da digitale Effizienzgewinne durch
matisiertes Fahren im Straßenverkehr oder Mehrkonsum (aufgrund fallender Preise) aus-
in einer zunehmend digitalen Produktion geglichen werden, was letztendlich zu einer
(Gotsch et al. 2019), die zunehmende Inte schlechteren Umweltsituation führen kann
gration erneuerbarer Energien ins Stromnetz (Horner et al. 2016).
oder Fortschritte durch ein digital unterstütz-
tes Umweltmanagement (Gotsch et al. 2020). Für eine übergreifende und zusammenfassen-
Außerdem wird seit längerem unter dem de Betrachtung sind insbesondere die Effekte
Stichwort »Green IT« die Energieeffizienz auf der indirekten und der systemischen
und Umweltfreundlichkeit von IT-Produkten Ebene wichtig (Gotsch 2020). Grundsätzlich
selbst betrachtet (UBA 2018). Der springende führen die direkten Effekte der Digitalisierung
Punkt ist die Systematisierung der Frage- immer zunächst zu einem steigenden Mate-
stellungen und Perspektiven, die im Hinblick rial- und Energiebedarf und damit zu einer
auf die Chancen und Risiken des digitalen höheren Umweltbelastung. Ihnen gegen-
Wandels eine entscheidende Rolle spielen über stehen jedoch die indirekten Effekte der
(WBGU 2019). Hinzu kommt, dass sich die Effizienzgewinne und der positiven Ersatzwir-
ökologischen Wirkungen nicht losgelöst von kungen, die mal mehr, mal weniger Relevanz
ökonomischen und sozialen Fragestellungen entfalten können. Die auf der dritten Ebene
betrachten lassen, sondern deren Verknüp- angesiedelten strukturellen Effekte können
fungen zu betrachten sind. die positiven Wirkungen der Effizienzgewinne
21Sie können auch lesen
