17.02.2023

MIT-Studie: Autonomes Fahren könnte Klimakrise anheizen

Die weltweite Einführung von selbstfahrenden Autos würde aufgrund der hohen Rechenleistung einen zusätzlichen Treibhausgasausstoß von 0,14 Gigatonnen pro Jahr nach sich ziehen. Das ist so viel, wie Argentinien jährlich verursacht.
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(c) Adobestock / xb100

Arbeiten, Fernsehen oder Lesen waren in der Vergangenheit während einer Autofahrt für Fahrer:innen keine Option. Mittlerweile ist das keine Utopie mehr, denn beim autonomen Fahren übernimmt ein Autopilot die Steuerung und schafft Zeitressourcen für andere Tätigkeiten.

Doch dieser technische Fortschritt hat einen Preis, wie Wissenschafter:innen des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in einer kürzlich erschienenen Studie festhalten.

Eine Milliarde autonom fahrende Autos würden so viele Emissionen wie Argentinien verursachen

In der Vergangenheit bekam das autonome Fahren viel Aufmerksamkeit, vor allem wenn es um Sicherheitsaspekte ging. Dem durch autonom fahrende Autos verursachten Treibhausgas-Ausstoß schenkte man eher weniger Beachtung, zumindest bis jetzt. Forscher:innen des MIT führten mit Hilfe einer auf Wahrscheinlichkeit basierenden Modellierung eine Studie durch, die den Energieverbrauch von autonomem Fahren genauer unter die Lupe nimmt.

Das Ergebnis lautet: Würden eine Milliarde autonom fahrende Autos auf den Straßen der Welt für eine Stunde pro Tag fahren, entspräche das dem Energieverbrauch aller Rechenzentren weltweit. Das sind 0,14 Gigatonnen Treibhausgasemissionen pro Jahr und so viel, wie Argentinien jährlich verursacht und entspricht 0,3 Prozent der globalen Emissionen.

Autonomes Fahren müsste effizienter werden

Die Wissenschafter:innen mussten in ihren Modellen von Hardware und Software ausgehen, die es derzeit noch nicht gibt. Dafür nutzten sie einen Algorithmus, der unter dem Namen “deep neural network” bekannt ist und sehr viel Computerleistung nutzt. “Autonom fahrende Autos haben einen 360-Grad-Blick auf die Welt. Während wir also zwei Augen haben, haben die Autos vielleicht 20 Augen, die überall hinschauen und versuchen, alle Dinge zu verstehen, die gleichzeitig passieren“, sagt Karaman, der an der Studie mitgearbeitet hat.

Das Modell berücksichtigt außerdem nur die Rechenleistung, nicht aber den Energieverbrauch der Fahrzeugsensoren oder die bei der Herstellung entstehenden Emissionen. Damit die Emissionen nicht außer Kontrolle geraten, müsste das autonome Fahrzeug weniger als 1,2 Kilowatt an Energie für die Datenverarbeitung verbrauchen. Damit dies möglich ist, müsste die Computerhardware wesentlich schneller effizienter werden. Die Effizienz müsste sich etwa alle 1,1 Jahre verdoppeln. In Zukunft könnten die Algorithmen zwar effizienter werden und weniger Rechenleistung benötigen. Das könnte aber Auswirkungen auf die Sicherheit haben.

Autonomes Fahren könnte ein Klimaproblem werden

“Wenn wir den Trend zur Kohlendioxid-Reduzierung und die derzeitige Geschwindigkeit der Verbesserung der Hardware-Effizienz beibehalten, scheint es nicht genug zu sein, um die Emissionen von Rechnern in autonomen Fahrzeugen einzuschränken. Dies hat das Potenzial, ein enormes Problem zu werden“, erklärt Soumya Sudhakar, eine der Autor:innen.

Ob diese Rechnung aufgeht, ist aber mit viel Unsicherheit behaftet. Denn manche Untersuchungen deuten darauf hin, dass beispielsweise die Fahrzeit stark zunehmen könnte. Dahinter steckt ein Effizienz-Dilemma und das sogenannte Jevons Paradoxon: Im Jahre 1865 publizierte der Brite William Stanley Jevons ein Buch namens “The Coal Question”. Seine These: Durch die Verbesserungen im Kohlebergbau sinke der Preis und führe zu einer erhöhten Nachfrage und Produktion von Kohle, was massive Auswirkungen auf die Wirtschaft hätte.

In Bezug auf das autonome Fahren könnte ein Effizienzgewinn also auch zu noch mehr Emissionen führen, zum Beispiel weil durch den Komfortgewinn weiter oder mehr gereist wird. Das würde den Treibhausgasausstoß erhöhen und ist ein Trend, der nicht unwahrscheinlich ist. Eine Studie hat ergeben, dass Tesla Besitzer:innen mit Autopilot rund 5.000 Meilen mehr pro Jahr gefahren sind, als jene ohne Autopilot.

Emissionen müssen berücksichtigt werden

Fahrzeiten könnten sich aber auch verkürzen, zum Beispiel wenn Algorithmen Routen finden, die die Insassen schneller an ihr Ziel bringen oder Sharing Modelle genutzt werden. Laut den Autor:innen sei es nicht Sinn und Zweck der Studie, autonom fahrende Autos zu verteufeln, sondern auf die Emissionen in Bezug auf autonomes Fahren aufmerksam zu machen. „Wir hoffen, dass die Menschen die Emissionen und die Kohlenstoffeffizienz als wichtige Messgrößen bei ihren Entwürfen berücksichtigen werden. Der Energieverbrauch eines autonomen Fahrzeugs ist wirklich entscheidend, nicht nur für die Verlängerung der Batterielebensdauer, sondern auch für die Nachhaltigkeit“, sagt Sze, eine weitere Autorin der Studie.

Die durch autonomes Fahren verursachten Emissionen haben also einen nicht zu vernachlässigenden Einfluss auf das Klima. “Aber wenn wir einen Schritt voraus sind, könnten wir effizientere autonome Fahrzeuge entwerfen, die von Anfang an einen geringeren Kohlenstoff-Fußabdruck haben“, sagt Erstautor Soumya Sudhakar.

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Martin Ohneberg am World Venture Forum in Kitzbühel | (c) brutkasten

Beim World Venture Forum in Kitzbühel hielt Martin Ohneberg auf Einladung von Initiator Berthold Baurek-Karlic die Rede zum Gala-Dinner: über Europa im globalen Kontext. Seine Botschaft, die er im brutkasten-Gespräch wiederholt: Europa hat kein Ideen-, sondern ein Umsetzungs- und Kapitalproblem. Und: „Wir reden nicht von einer Krise, sondern von einer Transformation.“ In der Transformation bringe Warten nichts.

Ohneberg weiß, wovon er spricht. Der Vorarlberger Industrielle übernahm 2011 die HENN Gruppe und baute den Verbindungstechnologie-Spezialisten zum Nischen-Weltmarktführer bei Ladeluft-Schnellkupplungen für die Automobilindustrie aus – eine Position, die das Unternehmen bis heute hält. Während die Branche mitten in einer schmerzhaften Transformation steckt, richtet er seine Gruppe nun auf einen Megatrend aus, der von KI-Rechenzentren bis zu humanoiden Robotern reicht: Kühlung.

Im Gespräch mit brutkasten erklärt Ohneberg, warum Europa beim Thema Souveränität den letzten Moment erreicht hat, weshalb das Self-driving Car der echte Game Changer wird und was passieren muss, damit der Kontinent nicht zum reinen Anwender fremder Technologien wird.


brutkasten: In deiner Rede beim World Venture Forum hast du die Formel „Europe discusses, America decides, Asia acts“ aufgegriffen. Gleichzeitig läuft gerade die Debatte um Europas digitale Souveränität. Ist da ein Momentum?

Martin Ohneberg: Wenn Europa jetzt beim Thema Souveränität nicht aufwacht, wird es ganz schwierig. Ich glaube, es ist der letzte Moment. Das wurde erkannt, der Draghi-Report hat seinen Teil dazu beigetragen. Jetzt muss gehandelt werden. Die Frage ist: Haben wir noch eine Chance, das Ruder herumzureißen? Die Gefahr ist, dass wir vom Land der Innovation und der Produktion zum Land der Anwender werden. Und leicht wird das nicht: Kapital ist der Rohstoff der Zukunft. Wenn man sich den Börsengang von SpaceX anschaut, sind das Dimensionen, da können wir in Europa nicht mit. Wir haben tolle Ideen und viele tolle Startups. Aber wenn man anschaut, wo sie skalieren und wo sie das Geld holen, ist es dann doch Amerika.

Was muss auf europäischer Ebene passieren? Sollte die öffentliche Beschaffung etwa gezielt europäische Lösungen bevorzugen?

Man kann das leicht sagen, aber es ist diffiziler, als oft geglaubt wird. Unsere Abhängigkeiten sind in vielen Technologien und bei seltenen Erden inzwischen so groß, dass es extrem schwierig ist, sich stärker gegen andere Nationen aufzustellen. Dazu fehlt die Geschlossenheit: 27 Länder, jeder agiert selbst, Frankreich anders als Deutschland. Natürlich macht es Sinn, die europäische Wirtschaft stärker zu schützen. Aber die eigentlichen Probleme liegen tiefer: Wir haben keinen einheitlichen Kapitalmarkt, weshalb das Geld, das in Europa durchaus vorhanden ist, hauptsächlich nach Amerika geht. Die Bürokratie ist überbordend. Und wir müssen wegkommen von den Überschriften, ob das jetzt Green Deal heißt oder Industrial Acceleration Act, und in die Umsetzung kommen. Europa ist prädestiniert für tolle Strategien und Visionen. Am Ende mangelt es an der konsequenten Umsetzung.

Woran scheitert die?

Wir haben tolle Universitäten, Innovationen, eine starke Industrie. Aber wir bringen es nicht auf die Straße, weil Europa ein zu komplexes Gebilde ist. Allein die Geschwindigkeit: Bis etwas durch Parlament und Kommission ist, vergehen im Schnitt rund 18 Monate. Bis es in Kraft tritt, reden wir von zwei, drei Jahren. Wir sind aber in einer Zeit angekommen, in der Speed der Key ist. Es passieren ja Dinge, aber sie passieren halt außerhalb Europas. Das ist eigentlich das Thema. Die Konsequenz: Bei uns wird gegründet und entwickelt, skaliert wird in Amerika. Und dann importieren wir die Produkte wieder, die wir selbst erfunden haben.

Du bist mit HENN Zulieferer der Automobilindustrie. Bei VW und anderen ist enormer Druck im System. Wie nimmst du die Lage wahr?

Das, was jetzt in Europa passiert, ist meiner Ansicht nach erst der Beginn. Da wird noch mehr kommen. Vor ein paar Jahren hat man für diese Zeit von 125 Millionen produzierten Autos weltweit gesprochen, wir sind jetzt bei rund 90 bis 92 Millionen. Global wird wenig Wachstum vorhanden sein, dafür kommt ein massiver Verdrängungswettbewerb zwischen den Regionen, der nach aktuellem Stand zugunsten Asiens ausgehen wird. Wichtig ist mir die Unterscheidung: Wir reden nicht von einer Krise, sondern von einer Transformation. Eine Krise geht vorbei, ob Corona, Suezkanal oder Energiepreise. Die Transformation bleibt. In der Krise kannst du durchtauchen, in der Transformation bringt Warten nichts. Du musst handeln und gestalten.

Du siehst den nächsten großen Schub bei Self-driving Cars. Warum ausgerechnet dort?

Weil sich die Mobilität damit noch einmal fundamental verändert. Beim E-Auto ist der Customer Benefit de facto der Ausstieg aus fossilen Brennstoffen. Das ist ideologisch, ob das ein riesiger Kundenvorteil ist, kann man diskutieren. Das Self-driving Car hat den echten Customer Benefit: Ich muss nicht mehr selbst fahren und kann jederzeit einsteigen. Wenn man sich anschaut, was Waymo, Huawei und andere schon auf der Straße haben und welche Datenmengen dort täglich generiert werden, kann man sich vorstellen, wie schnell das gehen wird. Für die Zulieferindustrie heißt das: extreme Standardisierung und Konsolidierung. Autos werden modular. Man kauft künftig ein „Skateboard“ mit vier Rädern, Batterie und integrierter Software, das Self-driving-Modul wird eingeschoben wie früher das erste Navi ins Auto. Und es wird die Foxconns geben, die das komplette Modul fertigen.

Wie stellt sich HENN darauf ein?

Wir kommen aus einer Nische, in der wir bis heute Weltmarktführer sind, der Ladeluft, und transformieren uns in einen Markt, der groß, aber extrem kompetitiv ist. Wir sind de facto in einem Red Ocean unterwegs. Deshalb richten wir die Gruppe stark auf den Megatrend Kühlung aus. Überall, wo verstärkt Elektrizität eingesetzt wird, braucht es Kühlung, und künftig immer öfter Wasserkühlung, weil die Leistungen so hoch sind. Die Rechenzentren, die jetzt gebaut werden, müssen alle wassergekühlt werden. Das ist unser Heimspiel: Da haben wir erste Anwendungen, Prototypen und intensive Gespräche. Dazu kommen Renewables wie Windkraft. Und humanoide Roboter, die aktuell noch luftgekühlt sind, künftig aber ebenfalls wassergekühlt werden müssen.

Stichwort Humanoide und Physical AI: Hat Europa dort überhaupt eine Chance?

Die Voraussetzungen wären da: Wir haben die Ingenieure, die klassische Industrie, hohe Innovationstätigkeit. Und die Notwendigkeit ist hundertprozentig gegeben: Demografisch müssen wir in Automatisierung und Robotik investieren, Punkt. Aber aktuell passiert wieder fast alles außerhalb Europas. Wenn Europa Souveränität ernst nimmt, muss spätestens bei den Humanoiden sichergestellt sein, dass es ein europäisches Produkt gibt, weil der Vergleich zum Menschen so nahe ist. Wenn China, die USA oder andere unsere Humanoiden in den Produktionshallen steuern, weiß ich nicht, ob das so angenehm ist. Es gibt positive Schritte wie die große Finanzierungsrunde von Neura Robotics mit Partnern wie Bosch und Schaeffler. Aber das Kapital fließt insgesamt wiederum nicht nach Europa. Die große Frage wird sein: Wie hoch ist unser Wertschöpfungsanteil? Dass wir anwenden werden, davon bin ich überzeugt. Ob wir ein eigenes Ökosystem aufbauen können, das entscheidet sich jetzt.

Zum Abschluss: Was gibst du Gründer:innen mit, die jetzt starten?

Es gibt nichts Besseres, als Unternehmer zu sein. Das ist die Champions League der Wirtschaft. Es kann jeder Unternehmer werden. Man braucht den Mut zu sagen: Jetzt mache ich den Sprung. Und dann Konsequenz. Aber es muss klar sein: Eine Unternehmerkarriere hat immer Höhen und Tiefen. Der Unternehmer ist der Einzige, der wirklich Risiko nimmt. Er ist bis zum Schluss auf dem Schiff.

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