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Digitalisierung ist ein wesentliches Mittel, um Nachhaltigkeit auf verschiedenen Ebenen zu fördern: Durch den Einsatz digitaler Technologien können beispielsweise bei Energieerzeugung, Mobilität und Landwirtschaft erhebliche (Energie-) Ressourcen eingespart werden. Besonders im Energiesektor bietet die Verwendung digitaler Technologien großes Potenzial zur CO2-Einsparung: Durch zunehmende Digitalisierung können bis zu 26,4 Millionen Tonnen CO2 bis zum Jahr 2030 eingespart werden. Dies wird vor allem durch intelligente Stromnetze, „Smart Grids“, ermöglicht, die ein präzises Echtzeit-Monitoring des Stromverbrauches und Daten für die Stromerzeugung liefern. Im Bereich der Mobilität dienen digitale Steuerungstechnologien der Optimierung des Verkehrsflusses und der Erhöhung der Kapazität auf der Straße, der Schiene und der Wasserstraße. Darüber hinaus kann die Produktion erneuerbarer Energien optimiert werden. So können bspw. intelligente Steuerungssysteme und Algorithmen die Effizienz von Solaranlagen durch die optimale Ausrichtung der Paneele maximieren.

Zur Nutzung der Digitalisierungseffekte ist der Ausbau der digitalen Infrastrukturen notwendig. Nachhaltigkeit muss daher bereits beim Ausbau und bei der Nutzung der digitalen Infrastrukturen im Fokus stehen. Ein Ansatz ist die Nutzung von nachhaltigen Technologien wie bspw. Glasfaser. Das Gigabitbüro des Bundes unterstützt diese Bemühungen aktiv, indem es Informationen für den Ausbau und die Nutzung von Glasfasernetzen für verschiedene Akteuren bereitstellt und als verlässlicher Ansprechpartner zur Seite steht.

Ist die Glasfasertechnologie nachhaltig?

Kurz zusammengefasst: Ja, Glasfaser ist zentraler Bestandteil einer nachhaltigen, digitalen Infrastruktur! Die Glasfasertechnologie zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie in ihrem gesamten Lebenszyklus nachhaltig ist, angefangen bei der Herstellung über die Nutzung bis hin zur Lebensdauer der Glasfaserkabel. Dies wird in allen drei Säulen – ökologisch, ökonomisch und sozial – der Nachhaltigkeit ersichtlich:

Ökologische Säule: Sie bezieht sich auf den Schutz der Umwelt und die Erhaltung natürlicher Ressourcen.
Ökonomische Säule: Sie betrifft die wirtschaftliche Entwicklung und das Streben nach langfristigem wirtschaftlichem Erfolg.
Soziale Säule: Sie konzentriert sich auf soziale Gerechtigkeit, Chancengleichheit und die Verbesserung der Lebensqualität für alle Menschen in Deutschland.

Ökologische Nachhaltigkeit der Glasfasertechnologie:

Glasfaser bietet aus einer ökologischen Perspektive eine Vielzahl an Vorteilen gegenüber anderen Technologien. Sie zeichnet sich durch geringe Auswirkungen auf die Umwelt bei der Herstellung, den geringen Stromverbrauch bei der Nutzung und der Langlebigkeit der Kabel, – und damit der höheren Nutzungsdauer – aus:

  • Geringere Umweltauswirkungen bei Herstellung von Glasfaserkabeln: Während für den Kupferabbau ein hoher Wasserbedarf besteht und schädliche Chemikalien freigesetzt werden, werden Glasfasern aus natürlichen Quarzvorkommen hergestellt. Entsprechend ist die Herstellung von Glasfaserkabeln wesentlich umweltfreundlicher. Darüber hinaus ist diese ressourcenschonender, da weniger Materialien für Glasfaserkabel im Vergleich zu Kupferkabeln benötigt werden.
  • Geringerer CO2-Ausstoß und Energieverbrauch bei Nutzung von Glasfaser: Nach Angaben der Bitkom-Studie „Klimaeffekte der Digitalisierung“  besteht durch eine beschleunigte Digitalisierung das Potenzial, Deutschlands jährlichen CO2-Ausstoß um bis zu 73 Millionen Tonnen bis zum Jahr 2030 zu reduzieren. Somit kann die Digitalisierung einen signifikanten Beitrag zu Deutschlands selbstgesteckten Klimazielen leisten. Für den Betrieb eines Glasfasernetzes wird im Gegensatz zu anderen Technologien weniger CO2 ausgestoßen. Laut einer Studie des Umweltbundesamts zur Energie- und Ressourceneffizienz digitaler Infrastrukturen weist der Betrieb eines auf  Kupfertechnologie basierenden VDSL-Netzes einen doppelt so hohen CO2-Ausstoß aus wie FTTH (Fiber-to-the-home), einer Glasfaser-Leitung bis in das eigene Zuhause.  
  • Lange Lebensdauer und Zukunftssicherheit: Verglichen mit anderen Kabeltypen, die zur Datenübertragung genutzt werden, weisen Glasfaserkabel eine lange Lebensdauer auf. Daher müssen sie seltener ausgetauscht werden, wodurch der Verbrauch von Rohstoffen und die Menge an Abfall reduziert wird. Zusätzlich können Glasfaserkabel, anders als Kupferkabel, nahezu unbegrenzte Gigabit-Geschwindigkeiten ermöglichen. Da der Bedarf an Bandbreite im Laufe der Zeit weiter steigen wird, sind Glasfaserkabel eine zukunftssichere Variante.

Ökonomische Nachhaltigkeit der Glasfasertechnologie:

Aus einer wirtschaftlichen Betrachtungsweise überzeugt Glasfaser insbesondere durch seine Kosteneffizienz sowie als Voraussetzung für Innovationen und Wettbewerbsfähigkeit.

  • Kosteneffizienz: Obwohl die anfänglichen Investitionskosten für den Glasfaserausbau hoch sein können, sind die Betriebskosten im Vergleich zu anderen Technologien niedriger. Da Glasfaserkabel eine höhere Bandbreite, aber in der Regel eine geringe Wartung erfordert, können Kosteneinsparungen erzielt werden.
  • Innovationen: Glasfaser ermöglicht die Entwicklung und Nutzung neuer Technologien und digitaler Dienstleistungen. Dies fördert Innovationen in verschiedenen Branchen und trägt zur wirtschaftlichen Entwicklung bei.
  • Wettbewerbsfähigkeit: Länder und Regionen mit gut ausgebauten digitalen Infrastrukturen, wie z.B. Glasfasernetzen, sind in der globalen Wirtschaft wettbewerbsfähiger. Sie erhöhen die Attraktivität für Unternehmen, die auf eine schnelle und zuverlässige Datenübertragung angewiesen sind.

Soziale Nachhaltigkeit der Glasfasertechnologie:

Mit Blick auf die soziale Dimension von Nachhaltigkeit ermöglichen das Glasfasernetz mit dem Zugang zu schnellem Internet Teilhabemöglichkeiten. Das ist für Bildung und Arbeit, insbesondere in einer zunehmend digitalisierten Welt, von entscheidender Bedeutung für die soziale Teilhabe.

  • Digitale Teilhabe: Da der Großteil der Informationsbeschaffung und Kommunikation heutzutage online stattfinden, bildet die digitale Teilhabe die Voraussetzung für eine grundsätzliche gesellschaftliche Teilhabe. Glasfaser ermöglicht einen schnellen und zuverlässigen Internetzugang, wodurch digital zur Verfügung gestellte Inhalte und Anwendungen für alle Menschen zugänglich sind. Dies fördert die digitale Inklusion und Chancengleichheit.
  • Digitale Bildung und digitales Arbeiten: Eine sichere, schnelle und stabile Internetverbindung, wie sie durch Glasfaser garantiert wird, ermöglicht den sicheren Zugang zur digitalen Bildung und dem digitalen, mobilen Arbeiten. Im Vergleich zu anderen Kabeltypen bietet Glasfaser fast unbegrenzte und ununterbrochene Gigabit-Geschwindigkeiten. So entsteht auch dann kein Bandbreitenkonflikt, wenn beispielsweise mehrere internetfähige Geräte eingeloggt sind, Videokonferenzen oder Online-Vorlesungen können reibungslos ablaufen. Insbesondere berufstätigen Personen wird ein flexibleres Arbeitsleben ermöglicht und eine Vereinbarkeit zwischen Familie und Beruf geschaffen. Darüber hinaus werden Menschen mit Beeinträchtigungen durch barrierefreie Kommunikation neue Möglichkeiten eröffnet, in den Arbeitsmarkt einzusteigen.
  • Verbesserte Gesundheitsversorgung: Digitale Technologien, die eine schnelle Internetverbindung erfordern, ermöglichen es, das Gesundheitssystem an geänderte gesellschaftliche Rahmenbedingungen anzupassen. Der Steigerung der Lebenserwartung und dem Fachkräftemangel kann somit wirksam begegnet werden. Gesundheitsdaten können effizient erfasst, zu analysiert und ausgetauscht werden. Verbesserte Diagnosen, Behandlungen und Präventionen von Krankheiten sind beispielsweise durch Telemedizin oder den Einsatz von Künstlicher Intelligenz möglich.
  • Zukunftssicherheit: Glasfaser bietet eine zukunftssichere Lösung für die steigenden Anforderungen an die Datenübertragung. Sie ermöglicht die Nutzung von Technologien wie 5G, Internet der Dinge und Cloud-Computing.

Welche nachhaltigen Technologien können für den Glasfaserausbau genutzt werden?

Die Nachhaltigkeit von Glasfaser beim Ausbau hängt von der eingesetzten Legemethode und den benötigten Ressourcen ab. Das Gigabitbüro hat sich drei Methoden – Trenching, Horizontalspülbohrverfahren und das Stufenschleifverfahren – genauer untersucht und sie auf ihre Nachhaltigkeit überprüft:

Trenching

Das Trenching bezeichnet eine „minimalinvasive“ Methode zur Glasfaserlegung, die insbesondere in städtischen Gebieten und für kurze Bauabschnitte eingesetzt wird. Beim Trenching wird ein schmaler Schlitz in gebundenen Verkehrsflächen in verschiedenen Verfahren durch rotierende, senkrecht stehende Werkzeuge erstellt. Der Aushub erfolgt entweder durch Förderbänder oder wird sogar zeitgleich maschinell abgesaugt.

In Bezug auf die Nachhaltigkeit des Verfahrens bietet Trenching im Vergleich zum klassischen Tiefbau einige Vorteile. Das Verfahren ist wirtschaftlich und ökologisch nachhaltiger. Da das Verfahren mit geringerer Legetiefe auskommt, wird weniger Material entnommen. Die Bauzeiten werden verkürzt und Kosten eingespart. Die Beeinträchtigung von Anwohnerinnen und Anwohnern durch Lärm, Schmutz oder Verkehrssperrungen werden erheblich reduziert.

Horizontalspülbohrverfahren

Das Horizontalspülbohrverfahren ist eine weitere nachhaltige Methode zur Glasfaserverlegung. Hierbei wird nicht der gesamte Boden aufgegraben, sondern zunächst eine Pilotbohrung mit geringem Durchmesser zwischen aufgegrabenem Start- und Endpunkt der geplanten Leitungswege durchgeführt. Anschließend wird der Bohrkopf durch einen Aufweitkopf ersetzt, der den Kanal im Rückwärtsgang vergrößert und stabilisiert. Anwendungsbereiche sind die Querungen von Autobahnen, Bahntrassen oder Flüssen. Auch Hausanschlüsse werden mit dieser Methode umgesetzt.

Das Horizontalspülbohrverfahren erfordert einen geringeren Ressourceneinsatz als das klassische Tiefbauverfahren und trägt dadurch auch zur Nachhaltigkeit bei. Durch die Minimierung der Bodenbewegung und den geringeren Ressourceneinsatz werden natürliche Ressourcen geschont. Zudem werden die Auswirkungen auf die Umwelt, wie Bodenversiegelung und Erosion, minimiert. Da das Verfahren in Bereichen eingesetzt werden kann, die für konventionelle Verfahren schwer zugänglich sind, können wertvolle Ökosysteme und Lebensräume geschützt werden.

Stufenschleifverfahren

Beim Stufenschleifverfahren wird mittels Schleifverfahren ein T-förmiger Stufenschlitz ausschließlich im gebundenen Oberbau geführt, ohne den Straßenunterbau zu berühren. Der Stufenschlitzgraben wird anschließend mit Epoxidharz verfüllt.

Das Verfahren ist nachhaltig, da weniger Material benötigt wird und An- und Abfahrten sowie heißer Asphalt vermieden werden. Dadurch kann der CO2-Ausstoß reduziert werden.

Fazit

In der Gigabitstrategie verpflichtet sich die Bundesregierung, Glasfaseranschlüsse bis 2030 flächendeckend, insbesondere auch in ländlichen Gebieten, bereitzustellen. Dieser Verpflichtung kann nur genügt werden, wenn von den ausbauenden Unternehmen beim Ausbau der Glasfaserinfrastrukturen alle wirtschaftlich und technisch sinnvollen und nachhaltigen Legeverfahren genutzt werden können.

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Glasfaser – die Grundlage für nachhaltiges Arbeiten in einer digitalen Zukunft

Bei der Bewältigung der Klimakrise spielt auch die Digitalisierung unserer Arbeitswelt eine Schlüsselrolle. Hierbei ist Glasfaser die Grundlage für eine nachhaltige digitale Zukunft, da sie die einzige Technologie ist, die aktuelle und künftige Anforderungen der Digitalisierung erfüllen kann. Durch die Nutzung von Glasfasernetzen können Unternehmen ihre Prozesse optimieren und gleichzeitig Ressourcen sparen.

Ein Beispiel für den Einsatz von Glasfaser ist die Nutzung von Cloud-Speichern, die den Bedarf an physischen Speichermedien und somit auch Ressourcen, wie Papier oder Festplatten, verringern. Mit Glasfaser können große Datenmengen schnell und effizient hoch- oder heruntergeladen werden; hierdurch werden Produktivität und Effizienz erhöht. Die hohen Datenübertragungsraten und die stabile Übertragungsqualität von Glasfaser sorgen für eine stabile Verbindung und reduzieren Ausfallzeiten.

Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung von Online-Kommunikationsmedien über eine leistungsfähige Glasfaseranbindung die Reduzierung von Geschäftsreisen. Dies führt zu einer Verringerung des Energiebedarfs und der CO2-Emissionen. Zudem bietet die Möglichkeit zum Arbeiten im Home-Office mit einer zuverlässigen Glasfaseranbindung eine effiziente Nutzung der Arbeitszeit und trägt zur Reduktion des Pendelverkehrs und der Pendelzeiten bei.

Insgesamt bildet Glasfaser die Grundlage für nachhaltiges Arbeiten in einer digitalen Zukunft. Die Potenziale digitaler Anwendungen zur Senkung von notwendigem Materialeinsatz, Energiebedarf und Arbeitsaufwand sind enorm und tragen zur Schonung der Umwelt bei. Glasfaser ermöglicht eine effiziente Nutzung digitaler Technologien und ist somit ein wichtiger Baustein für eine nachhaltige Zukunft.

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