Kann 5G der Umwelt helfen?

Mit der Einführung von 5G-Netzwerken werden die Vorteile in vielen verschiedenen Bereichen enorm sein, einschließlich Energie- und Ressourcenmanagement. Bedeutet das, dass 5G gut für die Umwelt sein wird? Sicherlich gibt es viele potenzielle positive und negative Einflussfaktoren, wenn es um 5G und Kohlenstoffemissionen geht. Aber der weltweite Rollout der nächsten Generation der Netzwerktechnologie ist so komplex, dass keine einfache Gleichung die Bilanz über die Umweltauswirkungen zusammenfassen kann. 

Für die kritische Sache des Umweltschutzes wird es entscheidend sein, alle negativen Auswirkungen von 5G auf die Umwelt zu bewerten und diese Faktoren zu mildern. Zu diesen Bemühungen gehört der Ausgleich von Treibhausgasemissionen durch Initiativen, die Kohlenstoff reduzieren, und es gibt einige ausgezeichnete Ressourcen zu diesem Thema. Zum Beispiel ein aufschlussreicher Artikel vom Earth Institute der Columbia University mit dem Titel, Die kommende 5G-Revolution: Wie wird sie sich auf die Umwelt auswirken?erforscht nicht nur die potenziellen Nachteile, sondern auch die wichtigen Schritte, um sie auszugleichen. Zu den zitierten Bemühungen gehören Dekarbonisierung, effizientere Kühlung, biologisch abbaubare Sensoren, Recycling von giftigen Materialien und die gemeinsame Nutzung von Netzwerken.

Der Fokus dieses Blog-Beitrags liegt auf dem Potenzial von 5G, einen positiv Auswirkungen auf die Umwelt. Es gibt noch viel zu lernen und zu untersuchen. Eine Kombination aus Hypothesen und ersten Forschungsergebnissen deutet jedoch auf einige aufregende und hoffnungsvolle Anzeichen dafür hin, dass 5G in vielen Branchen zu Effizienzsteigerungen beitragen kann, die den Einsatz fossiler Brennstoffe und die daraus resultierenden Kohlenstoffemissionen verringern können.

Lassen Sie uns untersuchen, wie das Versprechen von 5G, einschließlich schnellerer Geschwindigkeiten und höherem Durchsatz, zu einer grüneren Zukunft beitragen kann.

 

Wie kann 5G der Umwelt helfen?

Weltweit sind Bemühungen im Gange, unseren Kohlenstoff-Fußabdruck zu reduzieren. Nachhaltige Methoden, ein besserer Umgang mit unseren Wäldern und natürlichen Ressourcen sowie die Umstellung auf Solar- und andere erneuerbare Energiequellen haben nachweislich einen enormen positiven Einfluss. Dennoch ist der Wandel schwierig, insbesondere wenn es darum geht, umweltfreundliche Strategien gegen Wachstum und Entwicklung abzuwägen.
 
Heute sind die Vereinigten Staaten der zweitgrößte Stromverbraucher der Welt, nach China. Und andere Regionen, die mobiler und moderner werden wollen, holen auf. Der wachsende Bedarf an Fahrzeugen, Versorgungseinrichtungen und Kühlung bedeutet einen höheren Verbrauch an natürlichen Ressourcen und fossilen Brennstoffen.
 
In einer idealen Welt würden Bürger und Unternehmen freiwillig ihren Energiebedarf reduzieren und bessere Praktiken anwenden, um sicherzustellen, dass wir die Welt, wie wir sie kennen, für viele kommende Generationen erhalten können. Wir wissen jedoch, dass die freiwillige Einhaltung der Vorschriften nur bedingt möglich ist. Wenn Technologie ins Spiel kommt, können wir die Abhängigkeit von freiwilligen Bemühungen verringern und Automatisierung und künstliche Intelligenz nutzen, um den Energieverbrauch zu senken und einen nachhaltigeren Planeten zu fördern.
 
In einigen wichtigen Punkten hat 5G das Potenzial, eine neue Reihe von Technologien und Industriepraktiken zu ermöglichen, die zu einer grüneren, umweltfreundlicheren Zukunft führen werden.
 

Netzeffizienz und die Reduzierung von_CO2

Ein spannendes Ergebnis der Migration von 3G- und 4G-LTE-Netzen zu 5G ist wahrscheinlich die Effizienz der Übertragungen. Ein Forschungsteam der Universität Zürich und der Empa hat die Auswirkungen des 5G-Mobilfunkstandards auf den Ausstoss von Treibhausgasen analysiert und ist zum Schluss gekommen, dass die grössere Effizienz der 5G-Technologie nicht nur den Kohlenstoffausstoss reduzieren, sondern auch innovative Anwendungen in einer Reihe von Sektoren ermöglichen wird, vom Smart Grid bis zur Präzisionslandwirtschaft, und damit zur Reduktion der CO₂ Emissionen. Diese Umstellung wird im Laufe des nächsten Jahrzehnts erfolgen, so dass laut den Forschern "das 5G-Netz im Jahr 2030 rund 85 % weniger Emissionen pro transportierter Dateneinheit verursachen sollte als das heutige Mobilfunknetz."
 

Verringerung des Energieverbrauchs

Es ist wahrscheinlich, dass mit 5G, das eine größere Reichweite, viel schnellere Netzwerke, eine größere Bandbreite und geringere Latenzzeiten bietet, die Nutzung elektronischer Geräte weltweit zunehmen wird, was mit Sicherheit zu einem höheren Energiebedarf führt. Gleichzeitig gibt es weltweit Bestrebungen, die Energieeffizienz zu verbessern und den Energieverbrauch im gesamten Netz zu reduzieren, und zwar durch eine Vielzahl von Maßnahmen, von Solar-, Wind- und Wasserkraft bis hin zu einer effizienteren Nutzung von Energie durch Geräte und Gebäude, um unseren CO2-Fußabdruck zu verringern. 5G-Netzwerke werden die Übertragung von Daten nahezu in Echtzeit ermöglichen, was KI-gestützte Automatisierung zur Realität werden lässt. Bessere Designs, wie effizientere Motorenund Anwendungen, die ausgeklügelte Algorithmen zur Optimierung der Ressourcennutzung nutzen, werden intelligente Städte und intelligente Gebäude in die Lage versetzen, sich dem Ziel von Netto-Null-Emissionen anzunähern.

Ein Atlantic-Artikel mit dem Titel Kann 5G den Planeten retten?beschreibt, wie internationale Standards für 5G einen geringeren Energieverbrauch im Vergleich zu heutigen 4G-Netzwerken fordern, und das kann ein Wendepunkt für die Umwelt sein. Das Ziel ist es, "weniger Strom zu verbrauchen, um mehr Daten zu übertragen, wodurch die für jedes Bit des Internetverkehrs benötigte Wattzahl sinkt".

Der Artikel gab mehrere Einblicke in die Art und Weise, wie 5G das Potenzial hat, die Umweltbelastung zu reduzieren:

• Heute ermöglicht eine einzige Kilowattstunde (kWh) Strom in einem 4G-Netz den Download von etwa 300 hochauflösenden Filmen. Mit 5G kann dieselbe Kilowattstunde etwa 5.000 Ultra-High-Definition-Filmdownloads ermöglichen.
• DieTechnologie der Basisstationen kann massiv verbessert werden. Innovationen im Design von Basisstationen können die Wärmeentwicklung reduzieren, indem weniger Teile verwendet werden, die gekühlt werden müssen, Freiluftkühlung anstelle von strombetriebenen Kühlmethoden eingesetzt wird, Solar- und Flüssigkeitskühlmethoden verwendet werden und Energieverwaltungssoftware eingesetzt wird, um den gesamten CO2-Fußabdruck drastisch zu reduzieren. Einige Unternehmen berichten inzwischen von einer Verbesserung der Energieeffizienz um 80 %.
• Ruhemodi für Geräte und Netzwerke, die nicht in Betrieb sind, können den Stromverbrauch drastisch reduzieren.
• Künstliche Intelligenz und Analytik können die Nutzung von Ressourcen optimieren, um den Energieverbrauch von Ventilatoren, Lüftungsanlagen und anderen mechanischen Geräten zu reduzieren.

 

Autonome und elektrische Fahrzeuge

Obwohl wir typischerweise an selbstfahrende Autos denken, die mit Kameras und Radar navigieren, spielt 5G tatsächlich eine Schlüsselrolle beim autonomen Fahren. 5G wird eine Schlüsselrolle spielen bei vernetzte Fahrzeugtechnik, sodass autonome Fahrzeuge miteinander und mit Kreuzungen kommunizieren können, um Unfälle zu vermeiden. Dies wird besonders für Fahrzeuge nützlich sein, die auf verstopften Straßen in der Stadt fahren, wo es für Autos schwierig sein kann, einander auszuweichen. Angesichts der Anforderung an sekundenschnelle KI-Entscheidungen auf Straßen und an Kreuzungen wird die 5G-Kommunikation eine der Schlüsseltechnologien sein, die selbstfahrende Autos zur Realität werden lassen.
 
Die 5G-Zukunft für autonome Fahrzeuge wird wahrscheinlich mehrere Gewinne für die Umwelt haben:

• Die Zukunft der autonomen Fahrzeuge wird einen Paradigmenwechsel mit sich bringen, bei dem prognostiziert wird, dass immer weniger Menschen ein eigenes Fahrzeug besitzen werden. Ein Artikel über diesen Wandel auf computer.org berichtet über eine MIT-Studie, die vorhersagt, dass gemeinsam genutzte, selbstfahrende Fahrzeuge viele Fahrzeuge von der Straße verdrängen werden - vielleicht sogar bis zu 80 % davon. Ride-Sharing-Dienste werden immer beliebter werden. Das bedeutet weniger Parkhäuser, kleinere Parkplätze und weniger produzierte Autos.
• Der Verschleiß der Straßen wird reduziert, so dass weitaus weniger Ressourcen für die Instandsetzung der Infrastruktur, wie z. B. die Verbreiterung und Reparatur von Straßen, benötigt werden.
• Die meisten selbstfahrenden Autos werden elektrisch sein, was den Verbrauch fossiler Brennstoffe drastisch reduzieren wird.
• Autonome Fahrzeuge werden so programmiert sein, dass sie eine maximale Fahrleistung anstreben. Sie werden auch kleinere Motoren haben, da die Beschleunigung nicht mehr so ein Thema sein wird, wenn es keinen Fahrer gibt, der beschleunigt.

Verbesserte Verkehrsführung und weniger Staus

Neben der Kommunikation untereinander werden 5G-Autos auch in der Lage sein, mit der Smart-City-Infrastruktur zu kommunizieren. In der Tat, große Metropolregionen wie New York City setzen heute die Technologie ein, um diese Realität zu unterstützen. 

Es gibt mehrere wahrscheinliche positive Ergebnisse aus Sicht der Umwelt:

• Intelligente Transportsysteme (ITS) ermöglichen eine Kombination von Technologien, einschließlich Hochleistungsroutern, straßenseitigen Einheiten (RSUs) und Verkehrskameras, um die Verkehrsführung durch eine Stadt zu koordinieren und eine adaptive Verkehrsbeleuchtungssteuerung durchzuführen, um Smog verursachende Staus zu vermeiden.
• Das Smart Grid der Stadt wird in der Lage sein, selbstfahrende Autos mit Echtzeitdaten zu versorgen, so dass die Fahrzeuge staugefährdete Bereiche vermeiden können.
• Eine intelligente Routenplanung ermöglicht optimierte Fahrzeiten, weniger Leerlauf im Verkehr und eine schnellere Orientierung bei Tankstellen und anderen Dienstleistungen. 

Effizientere Infrastruktur

In Amerika verlief der Aufbau der Telekommunikation vom Telegrafen über das Festnetz bis hin zum Mobiltelefon. Vergleichen Sie das mit anderen Regionen der Welt, wie z. B. vielen Ländern in Afrika, die von einer begrenzten Infrastruktur direkt zu Mobiltelefonen übergegangen sind und dabei die Festnetzinfrastruktur komplett umgangen haben. Es ist beängstigend, wenn man bedenkt, wie viele Ressourcen und Treibstoff beim Aufbau von Netzwerken, die keine Kabel benötigen, eingespart wurden.

Es sind noch etwa 19 Millionen Amerikaner die keinen Zugang zum Breitband-Internet haben. Ein wahrscheinliches Szenario ist, dass diese Haushalte möglicherweise nie einen Breitbandanschluss erhalten. Anstatt die Breitbandinfrastruktur auszubauen, wird es viel sinnvoller sein, die 5G-Infrastruktur in ländlichen Gebieten als nächste Phase auszubauen, nachdem die städtische Infrastruktur fertiggestellt ist.

Ein Nettoergebnis von weniger Kabeln und Leitungen ist eine Verringerung des Wartungsaufwands, den diese Netzwerke benötigen, um zu funktionieren. Jedes Mal, wenn ein Sturm Strom- und Kommunikationsleitungen zerstört oder ein Baufahrzeug Kabel herausreißt, müssen große benzinbetriebene Fahrzeuge zu allen betroffenen Standorten fahren, um Reparaturen durchzuführen. Mit 5G werden diese Art von Serviceeinsätzen massiv reduziert.
 

5G und die Work from Home-Bewegung

Während der COVID-19-Pandemie kam es zu einer tektonischen Verschiebung. Millionen von Menschen gingen nicht mehr ins Büro. IT-Teams auf der ganzen Welt versuchten, die machen Verbindungen für Remote-Mitarbeiter zuverlässig und sicher. Cloud-Dienste wie Microsoft Teams und Zoom erfreuten sich sofort großer Beliebtheit, um Teams die Möglichkeit zu geben, sich aus der Ferne zu treffen, einander virtuell von Angesicht zu Angesicht zu sehen und die Arbeit zu erledigen. 

Diese Verschiebung wird für einige vorübergehend sein, für andere dauerhaft, und ein sehr wahrscheinliches Szenario ist, dass viele Arbeitnehmer weiterhin einen Teil der Zeit von zu Hause aus arbeiten werden, um lange Pendelwege und die Kosten für das Pendeln zu reduzieren. Newsweek berichtet, dass Global Workplace Analytics schätzt, dass 25 % bis 30 % der Arbeitskräfte bis Ende 2021 mehrere Tage pro Woche von zu Hause aus arbeiten werden. Das Aufkommen von 5G wird sich direkt auswirken, da viele Arbeitnehmer feststellen werden, dass sie von überall aus arbeiten und eine optimale Internetverbindung genießen können.

Da Arbeiten von zu Hause aus weniger Pendeln bedeutet, wird sich das von uns beobachtete Phänomen von weniger Autos auf den Straßen und weniger verschmutztem Himmel fortsetzen. Ein weiteres wahrscheinliches Szenario ist, dass weniger Büroräume gebaut werden müssen und weniger mit Spitzenauslastung betrieben werden müssen, mit allem, was das mit sich bringt, von der Beleuchtung und dem Stromverbrauch für Computer bis hin zu Heizung und Klimaanlagen. 
 

Green Tech für Smart Cities und Industrien

5G wird die Grundlage für die Revolution von IoT sein und grüne Technologie zur Unterstützung von Effizienz und Automatisierung in intelligenten Städten, intelligenter Landwirtschaft und Effizienz in der Fertigung, in der Öl- und Gasindustrie, im Bergbau und anderen Bereichen vorantreiben. Autonome und elektrische Fahrzeuge sind nur ein Aspekt einer intelligenten Stadt. In den nächsten Jahren wird es im Zuge der Modernisierung der städtischen Infrastruktur eine Vielzahl neuer, internetgestützter grüner Technologie-Innovationen geben.
 
Vom intelligenten Verkehr über intelligente Stromnetze, die den Stromverbrauch effizienter verwalten und Stromausfälle vermeiden, bis hin zu Sensoren, die effizientere Gebäude, Stadtbeleuchtungen und Wassermanagementsysteme unterstützen, birgt 5G viele Möglichkeiten. All dies wird es den Stadtplanern ermöglichen, den Stadtbewohnern bessere Dienstleistungen anzubieten. Generell werden die Städte dank der unglaublichen Geschwindigkeit von 5G besser vernetzt sein und effektiver funktionieren als heute.
 

Die 5G-Zukunft

5G ist da, und es hat die Fähigkeiten, intelligente Städte intelligenter zu machen, die Energieeffizienz zu verbessern und die nächste Generation von vernetzten, elektrischen und autonomen Fahrzeugen zu ermöglichen. Digi kann Sie dabei unterstützen, den richtigen Zeitpunkt für die Migration zu 5G zu bestimmen und die richtigen Produkte und Dienstleistungen zu finden, die Ihnen helfen, Ihre IoT und Umweltziele zu erreichen. Kontakt um mehr zu erfahren.