Eine Studie der Hochschule Luzern blickt in die Zukunft des Internets der Dinge. Die Vernetzung von Haushaltsgeräten und Gebäudetechnik verspricht eine höhere Energieeffizienz. Aber kann die Technik dieses Versprechen einlösen?

Es wird als die nächste grosse Revolution der IT-Branche angekündigt: Mit der Vernetzung von immer mehr Geräten, die bisher stumm und einsam ihre Pflichten erfüllen – von der Waschmaschine über den Kleiderschrank bis hin zur Kühltruhe im Supermarkt –  eröffnen sich ungeahnte Möglichkeiten, Daten in Echtzeit und überall auszutauschen und somit Prozesse zu optimieren. In ein solches Internet der Dinge (Englisch Internet of Things, kurz IoT) setzen Analysten, Unternehmen und Regierungen grosse Hoffnungen. Je nach Studie könnten bereits 2020 zwischen 20 Milliarden und 100 Milliarden Geräte weltweit an das neue Riesennetzwerk der Gegenstände angeschlossen sein. Die Logistikbranche sowie der Detailhandel beispielsweise würden enorm profitieren. Indem Waren mit RFID-Chips ausgestattet werden, sind sie jederzeit bezüglich Ort und Zustand erfasst. Das macht das Lagermanagement und den Transport effizienter.  

 

Kategorien von netzgebundenen IoT Geräten

Selbstfahrende Autos und automatisierter Bergbau

Ein grosses Potenzial für die Vernetzung steckt in selbstfahrenden, smarten Autos. Diese könnten in Zukunft die Rechenleistung ihrer Bordcomputer für eine Reihe von Dienstleistungen nutzen. Nicht nur, dass sich die Autos im Fall eines Diebstahls sofort identifizieren und verfolgen liessen. Die smarten Wagen könnten auch die Sicherheit und die Überwachung der Geräte im eigenen Zuhause übernehmen, wenn man etwa auf eine längere Geschäftsreise geht.

Auch grosse Bergbauunternehmen haben begonnen, die Bohrarbeiten auf ihren Minen zu automatisieren, wozu sie auch selbstfahrende Maschinen einsetzen. Diese autonomen Fahrzeuge können auch als vernetzte Dinge bezeichnet werden; sie kommunizieren über GPS und sind mit Sensoren bestückt, die Kollisionen untereinander und mit Hindernissen vermeiden helfen. Die Einsparungen durch die gewonnene Effizienz belaufen sich auf Hunderte von Millionen. 

Das vernetzte Zuhause

Die vielleicht erste grossflächige Anwendung des Internets der Dinge beginnt bereits in unseren eigenen vier Wänden Realität zu werden. Von der Vernetzung von Haushaltgeräten und Haustechnik über Sensoren und Kommunikationsnetzwerke verspricht man sich mehr Sicherheit, Komfort und Energieeffizienz. Gerade die möglichen Energieeinsparungen treiben den Wandel voran, denn sie lassen sich leicht quantifizieren und machen sich im Portemonnaie bemerkbar. Deshalb scheint die Frage berechtigt: Kann das Internet der Dinge tatsächlich Energie – und somit Geld – sparen helfen?

Unnötig hoher Standby-Vebrauch

Eine Studie des iHomeLabs der Hochschule Luzern und andere Partnerinstitutionen im Auftrag der Internationalen Energieagentur hat darauf eine ernüchternde Antwort geliefert. IoT-Geräte könnten zwar beim heutigen Stand der Technik in der Tat energieeffizienter sein als herkömmliche, nicht  vernetzte Technologien. Doch aufgrund der in Wirklichkeit eingesetzten Komponenten werden die Einsparungspotenziale vom Verbrauch der Geräte selbst aufgefressen.

Die Forscher konzentrierten sich auf  Anwendungen in den Bereichen smarte Haushaltsgeräte, smarte Beleuchtung, Gebäudeautomation, smarte Strassenbeleuchtung und smarte Strassen. Die letzteren zwei erwiesen sich bezüglich ihres prognostizierten Energieverbrauchs als von geringfügiger Bedeutung. Bei den restlichen Anwendungen werden aber bis 2025 erhebliche Steigerungen des Energieverbrauchs vorausgesagt. Hauptverantwortlich dafür ist der Verbrauch der Geräte im Standby-Modus. Die Vernetzung der Gegenstände erfordert nämlich, dass sie nie ganz ausgeschaltet werden, sondern jederzeit erreichbar bleiben, auch wenn sie nicht direkt gebraucht werden. Die Kommunikation unter den Geräten kann entweder über Netzwerkkabel oder kabellos stattfinden. In der Studie beschränkten sich die Wissenschaftler aber auf kabelgebundene Geräte.

Batterie oder Kabel?

Das Fazit: Wegen des hohen Standby-Verbrauchs der Netzteile könnte die eigentlich zur Steigerung der Energieeffizienz  verwendete Technik zu gewaltigen Stromfressern avancieren. Den grössten Anteil am gestiegenen Verbrauch messen die Studienautoren der Gebäudeautomation bei. Sie würde 78 Prozent des Bedarfsplus beanspruchen. Mit 15 Prozent folgen smarte Haushaltsgeräte, während auf die intelligente Beleuchtung 7 Prozent der zusätzlichen Nachfrage entfallen wird. Im Durchschnitt würde der globale Standby-Verbrauch infolge der stetig wachsenden Anzahl vernetzter Geräte bis 2025 jährlich um 20 Prozent zunehmen. Dann würde der Schlummer-Betrieb allein 46 Terawattstunden Strom verbraten – so viel wie der Jahresstromverbrauch von ganz Portugal.

Die Autoren weisen darauf hin, dass batteriebetriebene Geräte möglicherweise schon heute einen niedrigeren Standby-Verbrauch verzeichnen. Grund dafür sei der Druck durch Konsumenten auf die Hersteller, Geräte mit einer langen Lebensdauer und möglichst langen Ladezyklen zu bekommen. Aber auch kabelgebundene Geräte könnten bei konsequentem Einsatz der effizientesten Technologien sparsamer werden. Dem stehe aber leider oft der Preisdruck im Wege. Langfristig müsse sich also weisen, ob eine höhere Investition bei der Anschaffung sich tatsächlich auszahlt. Das wird aber auch von vielen anderen, kaum vorhersagbaren Entwicklungen abhängen – nicht zuletzt vom Strompreis.

Studie zur Energieeffizienz des Internet of Things (english)

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