Ob Smartphone, Laptop oder Server – jedes IT-Gerät beginnt seinen Lebenszyklus mit einem massiven Ressourcenverbrauch. Noch bevor wir ein Gerät zum ersten Mal einschalten, hat es bereits einen erheblichen ökologischen Fußabdruck hinterlassen. Vom Rohstoffabbau über energieintensive Fertigungsprozesse bis hin zur wachsenden Elektroschrott-Problematik: Die unsichtbaren Umweltkosten der IT sind enorm. Dieser Artikel beleuchtet die Schattenseiten der Hardwareproduktion. Wir zeigen, wie Rohstoffabbau, energieintensive Fertigungsprozesse und Elektroschrott die Umwelt belasten. Außerdem stellen wir Strategien vor, um den ökologischen Fußabdruck der IT-Branche zu verringern. Den ersten Teil der Serie zu Embodied Carbon finden Sie hier.

Rohstoffgewinnung: Ein ökologischer und sozialer Brennpunkt

Rohstoffe aus denen ein Smartphone besteht Quelle: OroVerde - Die Tropenwaldstiftung

IT-Geräte bestehen aus einer Vielzahl von Materialien wie Silizium, Kupfer, Gold und Seltenen Erden. Deren Gewinnung ist jedoch mit gravierenden Folgen für Mensch und Umwelt verbunden:

  • Habitatzerstörung: Der Abbau von Gold, Lithium und Kobalt führt zur Rodung von Regenwäldern, Bodenverseuchung und zur Zerstörung ganzer Ökosysteme.
  • Bodenverschmutzung: Viele Bergbauprozesse setzen giftige Chemikalien frei, die in den Boden gelangen können. Besonders problematisch ist die Goldgewinnung mit Zyanidlaugung, bei der giftige Rückstände oft unsachgemäß entsorgt werden, wodurch weitläufige Böden kontaminiert werden ([Quelle: Earthworks, 2023]). Ein weiterer kritischer Punkt sind giftige Schwermetalle aus Erzbergbau und Raffinationsprozessen, die den Boden langfristig belasten können ([Quelle: Earthworks, 2023]).
  • Wasserverbrauch und -verschmutzung: Die Lithium-Gewinnung in Salzseen verbraucht sehr große Mengen Wasser. Besonders in wasserarmen Regionen wie Südamerika führt dies zur Austrocknung lokaler Ökosysteme und gefährdet indigene Gemeinschaften.
  • Soziale Probleme: Bis zu 40.000 Kinder arbeiten unter anderem in Kobaltminen in der Demokratischen Republik Kongo unter gefährlichen Bedingungen ([Quelle: Earthworks, 2023]). Der Bergbau destabilisiert zudem oft die sozialen Strukturen ganzer Regionen.

Die Nachfrage nach diesen Rohstoffen wird sich laut der International Energy Agency (IEA) bis 2040 mehr als verdoppeln, was die negativen Folgen weiter verschärft. [Quelle: Internationale Energieagentur, 2024]

Karte - Wo werden welche Rohstoffe abgebaut Quelle: everphone

Energieintensive Produktion: Der versteckte CO₂-Treiber

Nach der Rohstoffgewinnung folgt ein energieintensiver Herstellungsprozess, der enorme Mengen an CO₂-Emissionen verursacht:

  • Halbleiterfertigung: Die Herstellung von Mikrochips erfordert extrem hohe Reinheitsgrade und ist mit einem hohen Wasser- und Chemikalienverbrauch verbunden. Besonders problematisch ist die Produktion in Taiwan, wo sich über 90 % der weltweiten High-End-Chipfertigung konzentriert [Quelle: The Economist, 2023]. Der Herstellungsprozess eines einzelnen 30 cm Silizium-Wafers verbraucht bis zu 8.000 Liter Wasser – eine massive Belastung für wasserarme Regionen wie Taiwan. [Quelle: Global Water Intelligence (2009) Pure Water, Semiconductors and The Recession]
  • Leiterplattenherstellung: Beim Ätzen von Kupferbahnen entstehen giftige Chemikalien, die oft nicht ordnungsgemäß entsorgt werden. In China, wo ein großer Teil der globalen Leiterplattenproduktion stattfindet, gelangen jährlich Tausende Tonnen Schwermetalle und Säuren in die Umwelt, wodurch landwirtschaftliche Flächen und Wasserquellen verseucht werden. [Quelle: Fraunhofer Institut, 2023] Einige Hersteller setzen inzwischen auf alternative Fertigungsverfahren mit reduzierter Chemikaliennutzung, doch die Umsetzung ist bislang begrenzt.
  • Akkuproduktion: Die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien gehört zu den energieintensivsten Prozessen in der IT-Industrie. Besonders die Elektrodenfertigung und Zellmontage erfordern hohe Temperaturen und Reinraumbedingungen, was einen immensen Energiebedarf verursacht. Studien zeigen, dass die Produktion einer Lithium-Batterie zwischen 61 und 106 Kilogramm CO₂-Emissionen pro Kilowattstunde Speicherkapazität verursacht. [Quelle: IVL Swedish Environmental Research Institute, 2019]. Neben dem hohen Stromverbrauch entstehen auch erhebliche Mengen an Abfallstoffen, darunter toxische Lösungsmittel und Elektrolytreste. Hersteller arbeiten zwar an innovativen Alternativen wie Festkörperbatterien oder effizienteren Recyclingverfahren, doch kurzfristig bleibt die Akkuproduktion einer der größten Emissionsfaktoren in der IT-Industrie.

Produktionsschnitte der Smartphone Herstellung Quelle: Bild

Neben der Gewinnung von Rohstoffen und der Produktion trägt auch der weltweite Transport erheblich zum CO₂-Fußabdruck der IT-Industrie bei. Viele Komponenten werden in verschiedenen Ländern hergestellt, bevor sie schließlich in Endmontagewerken zu einem fertigen Produkt zusammengebaut werden. Ein Laptop zum Beispiel enthält Rohstoffe aus Afrika, die in Asien verarbeitet und dann in Europa oder Nordamerika verkauft werden. Diese komplexen Lieferketten führen zu sehr hohen Transportemissionen:

  • Schiffsverkehr: Containerschiffe, die auch IT-Bauteile über die Weltmeere transportieren, stießen im Jahr 2015 932 Millionen Tonnen CO₂ aus. [Quelle: Umweltbundesamt, 2023]
  • Luftfracht: Besonders schnelle Lieferungen per Flugzeug sind noch klimaschädlicher – der Lufttransport verursacht pro Tonne Fracht etwa 180-mal mehr CO₂-Emissionen als der Seeverkehr. [Quelle: International Transport Forum, 2014]
  • Letzte Meile: Auch die Lieferung an Endkunden per Lkw oder Kurierdienst trägt erheblich zum CO₂-Fußabdruck bei, insbesondere durch den steigenden Onlinehandel.

Maßnahmen wie die Verkürzung von Lieferketten, die Nutzung von energieeffizienteren Transportmitteln und regionale Produktionsstandorte könnten diese Emissionen erheblich reduzieren.

Elektroschrott: Das ungelöste Entsorgungsproblem

Jedes Jahr entstehen weltweit über 50 Millionen Tonnen Elektroschrott – weniger als 20 % werden recycelt. Dabei enthalten IT-Geräte wertvolle Rohstoffe wie Gold, Kupfer und Kobalt, aber auch gefährliche Substanzen, die umweltgerecht entsorgt werden müssen:

  • Gold, Kupfer und Kobalt: Durch Recycling könnten diese Materialien wiedergewonnen und für neue Produkte genutzt werden. Beispielsweise wird recyceltes Gold bereits in Smartphones wiederverwendet, wodurch der Bedarf an neuem Goldabbau reduziert werden kann. [Quelle: Global e-Waste Monitor, 2022]
  • Giftstoffe: Viele Geräte enthalten Blei, Quecksilber und Flammschutzmittel, die Umwelt und Gesundheit gefährden. In unsachgemäß entsorgten Geräten können diese Stoffe ins Grundwasser gelangen und langfristige Schäden in Ökosystemen verursachen. [Quelle: UNEP, 2020]
  • Illegale Müllentsorgung: Alte IT-Hardware wird oft in Entwicklungsländer exportiert, wo sie unter gesundheitsgefährdenden Bedingungen zerlegt wird. Laut einer Untersuchung des Basel Action Network (BAN) werden jährlich etwa 352.474 Tonnen Elektroschrott illegal aus Europa exportiert, oft getarnt als Recycling. In Ländern wie Ghana entstehen riesige Elektroschrott-Deponien, auf denen Arbeiter ohne Schutzmaßnahmen giftige Dämpfe einatmen und schweren Gesundheitsrisiken ausgesetzt sind. [Quelle: Basel Action Network, 2019]

Elektroschrott nach Kontinenten Quelle: Statista

Refurbished Hardware und Kreislaufwirtschaft: Ressourcen im Kreislauf halten

Eine der wirkungsvollsten Maßnahmen für eine nachhaltigere IT ist die Verlängerung der Lebensdauer von Geräten. Anstatt Hardware nach wenigen Jahren auszutauschen, können Unternehmen und Verbraucher auf Refurbished-Geräte setzen – professionell aufbereitete Geräte, die technisch modernisiert und erneut genutzt werden können. Diese Alternative reduziert nicht nur die Kosten, sondern auch den enormen Ressourcenverbrauch neuer Produktionen. Zudem kann die Nutzung von Refurbished-Hardware den CO₂-Ausstoß, Ressourcenverbrauch, und Elektroschrott um bis zu 80 % im Vergleich zu neuen Geräten senken. [Quelle: refurbed, 2024] Neben wirtschaftlichen Vorteilen trägt die Verlängerung der Gerätelebensdauer auch zur Reduzierung von Elektroschrott bei, da weniger Altgeräte entsorgt werden müssen. Unternehmen, die auf Refurbished-Hardware setzen, profitieren nicht nur von geringeren Anschaffungskosten, sondern auch von positiven Nachhaltigkeitseffekten, die sich in ihrer ESG-Bilanz niederschlagen.

Noch konsequenter ist der Ansatz der Kreislaufwirtschaft. Hier geht es darum, IT-Geräte, ihre Bauteile und Materialien möglichst lange im Nutzungskreislauf zu halten, anstatt sie nach kurzer Zeit zu entsorgen. Hersteller müssen verstärkt auf modular aufgebaute, reparierbare Designs setzen und den Zugang zu Ersatzteilen erleichtern. Viele Komponenten, die in der klassischen IT-Wertschöpfungskette als “veraltet” gelten, können in anderen Bereichen noch wertvolle Dienste leisten. Ein Beispiel: In Rechenzentren ausgemusterte Server finden oft als günstige, leistungsfähige Maschinen in kleineren Unternehmen eine zweite Verwendung. [Quelle: Ellen MacArthur Foundation, 2023]

Zusätzlich kann Recycling wertvolle Rohstoffe wie Gold, Kupfer und Seltene Erden zurückgewinnen, wodurch die Umweltbelastung durch Neugewinnung sinkt. Tech-Giganten wie Apple setzen bereits auf recyceltes Aluminium in ihren MacBooks, während Google anstrebt, bis 2030 in all seinen Hardware-Produkten ausschließlich recycelte Materialien zu verwenden all seinen Hardware-Produkten ausschließlich recycelte Materialien zu verwenden [Quelle: Apple Environmental Progress Report, 2023]; [Google Sustainability Report, 2023]. Doch um die volle Wirkung der Kreislaufwirtschaft auszuschöpfen, sind auch Verbraucher gefragt: Wer sich bewusst für langlebige, reparierbare oder generalüberholte Geräte entscheidet, trägt aktiv zur Reduzierung von Elektroschrott und CO₂-Emissionen bei.

Wege zu einer nachhaltigeren IT

Nachhaltigkeit in der IT erfordert ein Umdenken entlang des gesamten Lebenszyklus von Hardware und Software. Längere Nutzungszeiten, gezieltes Recycling und eine konsequente Kreislaufwirtschaft sind zentrale Hebel, um Ressourcen zu schonen und Emissionen zu senken. Unternehmen und Verbraucher können gleichermaßen Verantwortung übernehmen – sei es durch den Kauf von langlebiger Hardware, den Einsatz von Refurbished-Geräten oder den bewussten Umgang mit Elektroschrott.

Im nächsten Artikel geht es um den Lifecycle eines Rechenzentrums. Wir zeigen, welche Umweltbelastungen von Bau bis Rückbau entstehen und welche nachhaltigen Strategien helfen, den CO₂-Fußabdruck zu minimieren. Hier gehts zum dritten Teil der Serie. Einen Überblick über Embodied Carbon finden Sie hier im ersten Teil der Serie.