Green AI: Nachhaltigkeit in der Künstlichen Intelligenz

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Die Künstliche Intelligenz (KI) durchdringt zunehmend alle Bereiche unseres Lebens und verspricht revolutionäre Fortschritte in Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft. Doch mit dieser technologischen Revolution geht eine weniger sichtbare, aber ebenso bedeutsame Entwicklung einher: ein exponentiell wachsender ökologischer Fußabdruck. Während KI-Systeme immer leistungsfähiger werden, steigt ihr Energie- und Ressourcenverbrauch dramatisch an. Als Antwort auf diese Herausforderung entsteht die Bewegung der „Green AI“, die eine zentrale Frage aufwirft: Wie können wir die Vorteile der KI nutzen, ohne dabei unseren Planeten zu gefährden?

Was ist Green AI?

Um diese Frage zu beantworten, müssen wir zunächst verstehen, was Green AI eigentlich bedeutet. Green AI, auch bekannt als Sustainable AI oder Eco-friendly AI, konzentriert sich auf die Entwicklung und den Einsatz von KI in einer Weise, die deren Umweltauswirkungen minimiert. Die Green AI Committee (GAIC) der Green Software Foundation hat hierfür eine präzise Definition etabliert, die sich explizit auf die Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks von KI-Systemen über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg konzentriert (Green AI Committee, 2025).

Besonders wichtig ist dabei die klare Abgrenzung von verwandten Konzepten. Diese Definition umfasst bewusst nicht, was KI für die Nachhaltigkeit tun kann – wie beispielsweise die Optimierung von Lieferketten oder Energiemanagement – noch befasst sie sich mit Responsible AI oder AI Safety (Green AI Committee, 2025). Diese scharfe Fokussierung erweist sich als entscheidend, da sie das Kernproblem des ökologischen Fußabdrucks von KI in den Mittelpunkt stellt und gleichzeitig verhindert, dass Unternehmen Greenwashing betreiben, indem sie ihre „AI for sustainability“-Initiativen hervorheben, während sie die Umweltkosten ihrer eigenen KI-Infrastruktur ignorieren.

Die Dringlichkeit dieser Fokussierung wird durch alarmierende Zahlen unterstrichen. Rechenzentren verbrauchen bereits heute weltweit etwa 1% des globalen Strombedarfs – eine Zahl, die voraussichtlich weiter steigen wird (Green AI Institute, 2025). Angesichts dieser Entwicklung macht die Notwendigkeit, den ökologischen Fußabdruck dieser Einrichtungen zu mindern, Green AI zu einem zentralen Thema für die Zukunft der Technologie.

Der ökologische Fußabdruck der KI

Energieverbrauch von KI-Systemen und Rechenzentren

Die Zahlen zum Energieverbrauch moderner KI-Systeme sind gleichermaßen beeindruckend wie besorgniserregend. Die für das Training generativer KI-Modelle erforderliche Rechenleistung kann einen enormen Stromverbrauch verursachen, was direkt zu erhöhten CO2-Emissionen und erheblichem Druck auf das Stromnetz führt (Zewe, 2025). Dabei kann ein generativer KI-Trainingscluster sieben- bis achtmal mehr Energie verbrauchen als eine typische Computerarbeitslast (Zewe, 2025).

Um das tatsächliche Ausmaß dieser Herausforderung zu verstehen, lohnt sich ein Blick auf konkrete Entwicklungen: Der weltweite Stromverbrauch von Rechenzentren hat sich in den letzten fünf Jahren verdoppelt und wird sich bis 2030 voraussichtlich erneut verdoppeln. Wie in Abbildung 1 zu sehen ist, ist der größte Anstieg vor allem bei den beschleunigten Servern zu verzeichnen, die für den Einsatz von KI genutzt werden.

Green AI - hoher Stromverbrauch in den kommenden Jahren

Abbildung 1: Weltweiter Stromverbrauch von Datenzentren nach Ausstattungsmerkmalen

Noch problematischer wird die Situation durch die Tatsache, dass KI-Server bis zu zehnmal mehr Strom verbrauchen als Standardserver und dabei in beispiellosem Umfang eingesetzt werden (Galarza, 2025). Diese exponentielle Zunahme des Energieverbrauchs stellt nicht nur ein quantitatives Problem dar, sondern entwickelt sich zu einem systematischen Risiko für die globale Energieinfrastruktur. Erschwerend kommt hinzu, dass Experten warnen, erneuerbare Energien wachsen derzeit nicht schnell genug, um mit dem Bedarf der KI Schritt zu halten (Galarza, 2025), was unweigerlich zu einer erhöhten Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen führen könnte.

Kohlenstoffemissionen durch Training und Inferenz

Dieser massive Energieverbrauch von KI-Systemen manifestiert sich unmittelbar in erheblichen Kohlenstoffemissionen. Ein anschauliches Beispiel liefert das Training von OpenAIs GPT-3, das allein 1.287 Megawattstunden Strom verbrauchte – genug, um etwa 120 durchschnittliche US-Haushalte ein Jahr lang zu versorgen – und dabei etwa 552 Tonnen Treibhausgase erzeugte (Zewe, 2025). Nimmt man den aktuellen Preis einer Tonne Treibhausgase von ca. 70€ (Börse) entstehen alleine durch den Ausstoß der Treibhaugase Kosten im Wert von 552t * 70€ = 38.640€. Diese einzelne Zahl verdeutlicht bereits die enormen Umweltkosten bestehender KI-Modelle.

Doch die Umweltbelastung endet keineswegs nach dem Training. Vielmehr verbraucht jede Nutzung eines Modells, die sogenannte Inferenz, ebenfalls kontinuierlich Energie. Dabei verbraucht beispielsweise eine ChatGPT-Abfrage etwa fünfmal mehr Strom als eine einfache Websuche (Zewe, 2025). Da diese Modelle zunehmend allgegenwärtig werden und ihre Nutzung exponentiell steigt, wird erwartet, dass die Inferenz bei generativer KI schon bald den größten Anteil des Energieverbrauchs ausmachen wird (Zewe, 2025).

Ressourcenverbrauch: Wasser, Rohstoffe und Elektronikschrott

Parallel zum Energieverbrauch stellt der Wasserbedarf eine weitere kritische Ressourcenherausforderung dar. Rechenzentren benötigen erhebliche Mengen Wasser für ihre Kühlsysteme, wobei geschätzt wird, dass für jede Kilowattstunde Energie, die ein Rechenzentrum verbraucht, zwei Liter Wasser für die Kühlung benötigt werden (Zewe, 2025). Um diese Zahlen zu konkretisieren: Das Training eines bestimmten generativen KI-Modells könnte direkt 700.000 Liter Frischwasser für die Kühlung verdunsten lassen – das entspricht etwa 25% eines olympischen Schwimmbeckens (LI, 2025).

Neben dem direkten Betrieb entstehen weitere Umweltbelastungen bereits bei der Herstellung der Hardware. Die Produktion der für KI unerlässlichen GPUs hat erhebliche Umweltauswirkungen, die Emissionen im Zusammenhang mit Material- und Produkttransport sowie die Umweltfolgen der Gewinnung von Rohmaterialien umfassen, welche oft mit umweltschädlichen Bergbauverfahren und dem Einsatz giftiger Chemikalien verbunden sind (Zewe, 2025).

Zusätzlich verschärft der schnelle Fortschritt der KI-Hardware das Problem der Nachhaltigkeit durch häufige Hardware-Ersetzungen, was schwer recycelbaren Elektronikschrott erzeugt (Brinkman, 2025). Besonders problematisch ist dabei die Abhängigkeit der KI-Chip-Produktion von seltenen Erden, deren Abbau nicht-erneuerbare Ressourcen erschöpft und zu Umweltverschmutzung sowie Lebensraumzerstörung beiträgt (Brinkman, 2025).

Prinzipien und Best Practices für Green AI

Angesichts dieser umfassenden Umweltherausforderungen haben sich verschiedene Ansätze und Best Practices für Green AI entwickelt, die auf unterschiedlichen Ebenen ansetzen.

Effizienz auf algorithmischer Ebene

Der erste und oft wirksamste Ansatzpunkt für Green AI liegt in der Optimierung der KI-Modelle selbst. Hier erweist sich die Priorisierung kleinerer Modelle als besonders effektive Strategie, da effiziente Architekturen wie DistilBERT demonstrieren, dass kompaktere Modelle mit deutlich weniger Ressourcen eine vergleichbare Leistung erzielen können (Sanh, 2019).

Ergänzend dazu können fortgeschrittene Optimierungstechniken den Ressourcenbedarf weiter reduzieren. Techniken wie Modellpruning – bei dem redundante Verbindungen systematisch entfernt werden – und Quantisierung, die die numerische Präzision von Berechnungen reduziert, können den Rechenaufwand ohne spürbare Leistungseinbußen erheblich verringern (AIQURIS, 2025; GAO, 2025).

Darüber hinaus stellt die strategische Wiederverwendung vortrainierter Modelle anstatt des Trainings von Grund auf eine weitere wichtige Effizienzmaßnahme dar, die den anfänglichen Rechenaufwand erheblich reduziert (VerifyWise, 2025). Parallel dazu trägt die Begrenzung von Overfitting durch early stopping zur Gesamteffizienz bei und verhindert verschwenderische Rechenzyklen (VerifyWise, 2025).

Hardware-Innovationen und nachhaltige Rechenzentren

Neben algorithmischen Verbesserungen bietet die Hardware-Ebene enormes Optimierungspotenzial. Investitionen in energieeffiziente Prozessoren wie TPUs oder spezialisierte CPUs sind dabei unerlässlich, um den Energieverbrauch sowohl während des Trainings als auch der Inferenz zu minimieren (AIQURIS, 2025).

Besonders bedeutsam erweisen sich in diesem Kontext SSDs (Solid-State Drives) als entscheidende Komponenten zur Verbesserung der Energieeffizienz, da sie im Vergleich zu traditionellen HDDs nicht nur deutlich weniger Strom verbrauchen, sondern auch erheblich schneller arbeiten (Baker, 2025).

Darüber hinaus revolutionieren neue Technologien wie CXL (Compute Express Link) die Effizienz von KI-Systemen, indem sie die Speicherkapazität und Bandbreite verbessern, die GPU-Auslastung erhöhen und gleichzeitig den Energieverbrauch reduzieren (Baker, 2025). Parallel dazu entwickeln sich intelligente Speichersysteme, die KI-Algorithmen zur dynamischen Verwaltung von Datenplatzierung, Bandbreitennutzung und Stromverbrauch integrieren, als entscheidende Komponenten für die nächste Generation von KI-Rechenzentren (Baker, 2025).

Schließlich können fortschrittliche Flüssigkeitskühlsysteme wie das Immersive Liquid Cooling System die Gesamteffizienz weiter verbessern, indem sie den traditionell hohen Energiebedarf für die Kühlung von KI-Servern deutlich reduzieren.

Einsatz erneuerbarer Energien und geografische Optimierung

Während technische Optimierungen wichtig sind, spielt die Energiequelle für Rechenzentren eine noch fundamentalere Rolle für die Nachhaltigkeit von KI-Systemen. Eine konsequente Umstellung von Rechenzentren auf erneuerbare Energiequellen ist daher entscheidend, um sicherzustellen, dass KI-Operationen wirklich nachhaltig betrieben werden.

Ein praktischer Schritt in diese Richtung ist die bewusste Nutzung grüner Cloud-Anbieter, die konsequent auf erneuerbare Energien setzen. Ergänzend dazu kann die zeitliche Optimierung erhebliche Verbesserungen bewirken: Die strategische Planung des Modelltrainings während Stunden geringer Kohlenstoffintensität im Stromnetz kann den ökologischen Fußabdruck messbar reduzieren (VerifyWise, 2025).

Noch wirkungsvoller ist jedoch eine geografische Optimierung der KI-Infrastruktur. Die gezielte Platzierung von KI-Rechenzentren in Regionen mit reichlich erneuerbarer Energie wie Island kann die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen erheblich reduzieren. Diese Strategie lässt sich durch moderne Cloud-Technologien noch weiter optimieren: Cloud-Anbieter können KI-Aufgaben dynamisch an Orte verlagern, an denen erneuerbare Energie zu einem bestimmten Zeitpunkt am besten verfügbar ist (Galarza, 2025).

Transparenz und Messbarkeit von Umweltauswirkungen

All diese technischen und strategischen Maßnahmen sind jedoch nur dann wirklich effektiv, wenn sie auf einer soliden Basis von Transparenz und Messbarkeit aufbauen. Ohne präzise Daten bleiben Fortschritte vage und die Rechenschaftspflicht gering. Daher ist die systematische Durchführung von Energieaudits zur Messung des Kohlenstoff-Fußabdrucks von KI-Systemen und zur Identifizierung von Ineffizienzen von grundlegender Bedeutung (AIQURIS, 2025).

Zur praktischen Umsetzung dieser Transparenz ermöglicht der Einsatz spezialisierter Tools, wie z.B. der Carbontracker vom Green-AI Hub, eine präzise Überwachung des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen. Ein ermutigendes Beispiel für diese Praxis hat Hugging Face geschaffen, indem es einen wichtigen Präzedenzfall etablierte und die Treibhausgase einiger seiner Modelle veröffentlichte (VerifyWise, 2025).

Aufbauend auf solchen Beispielen sollten Unternehmen systematisch umfassende Umweltverträglichkeitsberichte veröffentlichen, die Energiequellen, Lebenszyklusemissionen und Kompensationsbemühungen detailliert darlegen (Brinkman, 2025). Die Bedeutung dieser Transparenz wird durch das US Government Accountability Office unterstrichen, das hervorhebt, dass fehlende Daten derzeit ein großes Problem darstellen (GAO, 2025), was die dringende Notwendigkeit standardisierter Messungen und Berichterstattung unterstreicht.

Vorteile und Chancen von Green AI

Trotz aller Herausforderungen bietet Green AI nicht nur Lösungen für Umweltprobleme, sondern eröffnet auch bedeutende Chancen in verschiedenen Bereichen.

Umweltschutz und Ressourceneffizienz

Der offensichtlichste Vorteil von Green AI liegt in der direkten Optimierung des Ressourcenverbrauchs und der Reduzierung der Umweltbelastung durch den Einsatz fortschrittlicher Algorithmen und Datenanalysen. Dabei können Industrien nicht nur den Energieverbrauch minimieren, sondern gleichzeitig die Abfallerzeugung und den Treibhausgasausstoß reduzieren sowie Produktionsprozesse optimieren.

Ein besonders beeindruckendes Beispiel für diese Möglichkeiten liefert Google, das durch den strategischen Einsatz von KI-Algorithmen zur Optimierung seiner Kühlsysteme den Energieverbrauch seiner Rechenzentren um 40% senken konnte (OneAdvanced PR, 2025).

Diese individuellen Erfolge summieren sich zu systemweiten Verbesserungen: Die Verbesserung der Energieeffizienz in verschiedenen Sektoren führt sowohl zu reduzierten Treibhausgasemissionen als auch zu niedrigeren Betriebskosten. Intelligente Energienetze, Precision Farming und energieeffiziente Fertigungsprozesse tragen alle zu einer besseren Ressourcenschonung bei und demonstrieren das Potenzial von Green AI für umfassende systemweite Verbesserungen.

Wirtschaftliche und Wettbewerbsvorteile

Parallel zu den Umweltvorteilen entstehen auch erhebliche wirtschaftliche Chancen. Die Umweltvorteile von Green AI – Energieeffizienz, Ressourceneffizienz und Verringerung der Treibhausgasemissionen – führen direkt zu messbaren Kosteneinsparungen und sind daher gleichzeitig wirtschaftliche Vorteile. Die Einführung von Green AI fördert darüber hinaus die Innovations- und Wettbewerbskultur in Unternehmen. Dadurch können Unternehmen neue Produkte, Dienstleistungen und Geschäftsmodelle entwickeln, die bei zunehmend umweltbewussten Verbrauchern starken Anklang finden. Dies kann Tech-Firmen dabei helfen, eine Führungsposition in Technologie, Ethik und Nachhaltigkeit gleichzeitig einzunehmen (Brinkman, 2025).

Diese Positionierung wird besonders relevant, da die Generation Z verstärkt Transparenz bezüglich der Umweltkosten von KI fordert und bewusst Unternehmen bevorzugt, die aktiv Maßnahmen zur Minderung ihrer Auswirkungen ergreifen (Brinkman, 2025).

Beitrag zu nachhaltiger Entwicklung und Klimaresilienz

Auf einer noch grundlegenderen Ebene bietet Green AI eine gute Möglichkeit, Wirtschaftswachstum systematisch von Umweltzerstörung zu entkoppeln. Durch die Förderung nachhaltiger Praktiken und Innovationen ermöglicht Green AI Industrien, weiterhin Wachstum zu erzielen und gleichzeitig ihren ökologischen Fußabdruck zu minimieren.

Diese Transformation erstreckt sich von nachhaltigem Lieferkettenmanagement bis zur Entwicklung grüner Infrastruktur und erleichtert so den systematischen Übergang zum nachhaltigeren und widerstandsfähigeren Wirtschaften. Gleichzeitig schafft Green AI neue wirtschaftliche Möglichkeiten und fördert das Beschäftigungswachstum in verschiedenen Branchen, da die Nachfrage nach Fachkräften in Datenwissenschaft, KI-Entwicklung und Umweltmanagement kontinuierlich steigt (ToXSL Technologies Pvt. Ltd., 2025).

Diese „doppelte Dividende“ – sowohl die Reduzierung der eigenen Kosten als auch die Befähigung anderer zu Nachhaltigkeitslösungen – positioniert Green AI als zentralen Hebel für eine umfassende grüne Transformation der Wirtschaft.

Herausforderungen und der Weg nach vorn

Trotz aller vielversprechenden Vorteile und Chancen steht die praktische Implementierung von Green AI vor erheblichen Herausforderungen, die einen strukturierten Ansatz erfordern.

Aktuelle Hürden bei der Implementierung

Eine der grundlegendsten Hürden liegt in der Datenqualität, da voreingenommene, unvollständige oder ungenaue Daten zu schlechten Ergebnissen führen und nachhaltige KI-Praktiken systematisch behindern können (OneAdvanced PR, 2025). Parallel dazu bleibt die schiere Rechenleistung eine zentrale Herausforderung, da KI-Modelle nach wie vor erhebliche Rechenleistung erfordern, was unweigerlich zu hohem Energieverbrauch und einem großen Ausstoß von Treibhausgasen führt.

Zusätzlich verschärft sich das Problem des Hardware-Recyclings kontinuierlich mit der wachsenden Menge an Elektronikschrott, der schwer zu recyceln ist (OneAdvanced PR, 2025). Ein weiterer kritischer Faktor ist der nach wie vor bestehende Mangel an Bewusstsein: Unternehmen und Entwickler verstehen oft weder die Bedeutung noch den praktischen Implementierungsprozess von nachhaltiger KI ausreichend (OneAdvanced PR, 2025).

Erschwerend kommt hinzu, dass die genaue Schätzung der Umweltauswirkungen von generativer KI aufgrund fehlender Daten und der mangelnden Bereitschaft von Entwicklern, proprietäre Informationen offenzulegen, nach wie vor schwierig ist (GAO, 2025).

Besonders tückisch erweist sich dabei der sogenannte „Rebound-Effekt“: Effizienzgewinne könnten paradoxerweise durch den gleichzeitigen Anstieg der Nachfrage nach KI-Diensten völlig zunichte gemacht werden (GAO, 2025; Galarza, 2025). Wenn KI effizienter und damit kostengünstiger wird, wird sie in mehr Anwendungen eingesetzt und von mehr Nutzern verwendet, wodurch die Einsparungen pro Einheit durch die massive Zunahme der Einheiten kompensiert werden. Diese Dynamik bedeutet, dass Green AI nicht nur eine technische, sondern auch eine regulatorische und verhaltensbezogene Herausforderung darstellt.

Politische Rahmenbedingungen und Regulierungen

Angesichts dieser komplexen Herausforderungen erkennen Regierungen weltweit zunehmend die Bedeutung der Etablierung umfassender Green AI-Politiken. Ein gutes Beispiel hierfür war der AI Action Summit in Paris, bei dem 60 Nationen, darunter China und Indien eine gemeinsame Erklärung unterzeichneten, die sich für eine inklusive und nachhaltige KI-Entwicklung einsetzt (Wikipedia, 2025).

Parallel dazu betonen die KI-Regulierungen der Europäischen Union verstärkt die Notwendigkeit von Transparenz, Rechenschaftspflicht und Inklusivität im KI-Sektor, was Unternehmen systematisch zu nachhaltigeren Praktiken anleitet (AIQURIS, 2025).

Auf einer praktischeren Ebene identifiziert der umfassende GAO-Bericht konkrete politische Optionen zur Verbesserung der Datenerfassung und -berichterstattung, zur Förderung von Innovationen und zur direkten Reduzierung von Umweltauswirkungen (GAO, 2025). Diese Empfehlungen umfassen sowohl die systematische Ermutigung der Industrie, Daten über den Umwelteinfluss der Hardwareproduktion und -entsorgung zu teilen, als auch die verpflichtende Bereitstellung von Informationen über Modell-Details, Infrastruktur, Energie- und Wasserverbrauch sowie Treibhausgase durch Entwickler.

Die Rolle aller Stakeholder

Die erfolgreiche Förderung von Green AI erfordert jedoch eine koordinierte und gemeinsame Anstrengung aller beteiligten Stakeholder. Forschung und Industrie sind dabei aufgerufen, ihre Anstrengungen zur Entwicklung effizienterer Hardware und Infrastruktur deutlich zu verstärken (GAO, 2025). Gleichzeitig ist die intensive Erforschung technischer Methoden zur Reduzierung von Umweltauswirkungen, unterstützt durch systematisch verbesserte Datenerfassung und -berichterstattung, von entscheidender Bedeutung für den Gesamterfolg.

Eine besonders wichtige und oft unterschätzte Rolle spielen dabei die Verbraucher, insbesondere die Generation Z, als zunehmend wichti

ge treibende Kraft für Transparenz und Nachhaltigkeit. Ihre bewussten Präferenzen können Unternehmen effektiv dazu anspornen, nachhaltige Praktiken zu integrieren, und machen Green AI zu einem echten Wettbewerbsvorteil.

Dieser externe Druck von Verbraucherseite kann sich als deutlich effektiver erweisen als interne Compliance-Bemühungen allein und könnte langfristig zu einem „Race to the Top“ in Sachen Nachhaltigkeit führen, von dem die gesamte Branche profitiert.

Quellenverzeichnis

AIQURIS. (2025). Green AI: Policies and Practices for a Sustainable Future. Verfügbar unter: Green AI: Policies and Practices for a Sustainable Future (Zuletzt aufgerufen: 10. Juni 2025).

Baker, J.B. (2025). AI’s Energy Demands: Addressing Sustainability and Technological Advancements in Data Centers. In: Analytics Magazine. Verfügbar unter: AI’s Energy Demands: Addressing Sustainability and Technological Advancements in Data Centers | Analytics Magazine (Zuletzt aufgerufen: 10. Juni 2025).

Brinkman, C. (2025). Green AI Is a Competitive Advantage — Here’s Why It Matters. Verfügbar unter: Green AI Is a Competitive Advantage — Here’s Why It Matters (Zuletzt aufgerufen: 10. Juni 2025).

Galarza, M. (2025). Power: AI data centers need more and more energy. Verfügbar unter: To power AI, data centers need more and more energy (Zuletzt aufgerufen: 10. Juni 2025).

GAO. (2025). Generative Artificial Intelligence: Emerging Benefits and Risks to Society, Culture, and People. Verfügbar unter: https://www.gao.gov/assets/gao-25-107172.pdf (Zuletzt aufgerufen: 10. Juni 2025).

Green AI Committee. (2025). Green AI Position Paper. Verfügbar unter: Green AI Position Paper (Zuletzt aufgerufen: 10. Juni 2025).

Green AI Institute. (2025). The GreenAI Institute. Verfügbar unter: Green AI Institute (Zuletzt aufgerufen: 10. Juni 2025).

OneAdvanced PR. (2025). Sustainable AI: Green innovation towards better tomorrow. Verfügbar unter: Sustainable AI: Green innovation towards better tomorrow (Zuletzt aufgerufen: 10. Juni 2025).

Srinivasa, M., et al. (2023) A Novel Approach to AI-Driven E-Waste Recycling. Verfügbar unter: Making AI Less „Thirsty“: Uncovering and Addressing the… (Zuletzt aufgerufen: 10. Juni 2025).

ToXSL Technologies Pvt. Ltd. (2025). Power of Green AI: Driving Sustainability Through Artificial Intelligence. Verfügbar unter: Power of Green AI: Driving Sustainability Through Artificial Intelligence (Zuletzt aufgerufen: 10. Juni 2025).

VerifyWise (n.d.) Green AI Principles. Verfügbar unter: Green AI principles – VerifyWise (Zuletzt aufgerufen: 10. Juni 2025).

Wikipedia (2024) AI Action Summit. Verfügbar unter: AI Action Summit (Zuletzt aufgerufen: 10. Juni 2025).

Zewe, A. (2025). Explained: Generative AI’s environmental impact. In: MIT News. Verfügbar unter: Explained: Generative AI’s environmental impact (Zuletzt aufgerufen: 10. Juni 2025).

Zhang, L., et al. (2019) Intelligent Sorting Systems for Electronic Waste Management using Deep Learning. Verfügbar unter: DistilBERT, a distilled version of BERT: smaller, faster, cheaper… (Zuletzt aufgerufen: 10. Juni 2025).

Was ist Generative Engine Optimization (GEO)

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In einer Welt, in der Künstliche Intelligenz (KI) zunehmend unser Online-Erlebnis prägt, entsteht eine neue Disziplin im digitalen Marketing: „Generative Engine Optimization“ (kurz: GEO). Zwar spielt die klassische Suchmaschinenoptimierung (SEO) weiterhin eine zentrale Rolle bei der Suche nach digitalen Inhalten, doch gleichzeitig verändert der rasante Aufstieg KI-basierter Suchsysteme und Chatbots wie ChatGPT, Perplexity oder Gemini die Art und Weise, wie Menschen im Internet nach Informationen suchen – und wie Inhalte gefunden werden.

Bei GEO handelt es sich um eine Content-Strategie, die darauf abzielt, Inhalte so zu gestalten und zu strukturieren, dass sie von generativen KI-Systemen optimal verarbeitet, verstanden und bevorzugt angezeigt werden können. GEO erweitert damit die klassische SEO um gezielte Maßnahmen, die auf generative Suchergebnisse ausgelegt sind – mit dem Ziel, die Sichtbarkeit von Marken und Inhalten in KI-gestützten Antworten deutlich zu erhöhen.

Die Disziplin wird unter verschiedenen Begriffen geführt, darunter LLMO (Large Language Model Optimization), AIO (AI Optimization), GAIO (Generative AI Optimization) oder AEO (Answer Engine Optimization). Trotz der unterschiedlichen Bezeichnungen verfolgen sie alle ein gemeinsames Ziel: Inhalte so zu optimieren, dass sie in einer von KI geprägten Suche die höchste Relevanz, Sichtbarkeit und Autorität entfalten können.

Mit dem Aufkommen leistungsstarker Sprachmodelle und der veränderten Informationssuche durch Nutzer entwickelt sich GEO zunehmend zu einem entscheidenden Erfolgsfaktor im digitalen Marketing. Die Studie “GEO: Generative Engine Optimization” von Aggarwal et al. (2024) liefert hierzu wichtige Grundlagen, da sie systematisch untersucht, welche Inhalte in generativen KI-Antworten besonders gut angenommen werden.

Wieso ist GEO wichtig?

Die digitale Suche steht aktuell vor einem grundlegenden Wandel: Laut Gartner wird das Suchvolumen über klassische Suchmaschinen bis 2026 um 25 % zurückgehen – vor allem aufgrund des Aufstiegs von KI-Chatbots und virtuellen Assistenten (Gartner, 2024). Schon heute nutzen eine Milliarde Menschen weltweit KI-Chatbots (Anthony Cardillo, 2025), und allein OpenAI verzeichnet mit ChatGPT über 400 Millionen aktive Nutzer pro Woche (Reuters, 2025). Diese Entwicklung zeigt klar: Wer seine Inhalte für generative KI optimiert, sichert sich entscheidende Vorteile in Bezug auf Reichweite, Sichtbarkeit und Markenpositionierung.

Um langfristig relevant zu bleiben, wird es also immer wichtiger, Inhalte gezielt für KI-Plattformen zu optimieren. GEO bietet dabei entscheidende Vorteile für Marken und Content-Ersteller:

  • Größere Reichweite

Durch die Optimierung für generative KI wird die Sichtbarkeit über klassische Suchmaschinen hinaus deutlich erhöht. Da immer mehr Nutzer auf KI-Plattformen setzen, erreicht GEO-optimierter Content eine neue, erweiterte Zielgruppe.

  • Verbesserte Nutzererfahrung

GEO sorgt dafür, dass Inhalte von KI-Systemen schneller, relevanter und persönlicher ausgespielt werden. Dadurch steigt die Zufriedenheit und Bindung der Nutzer, da ihre Bedürfnisse präziser erkannt und adressiert werden.

  • Wettbewerbsvorteil

Wer früh auf GEO setzt, positioniert seine Marke als innovativen Vorreiter im digitalen Wandel. Das schafft Vertrauen, hebt das Unternehmen von der Konkurrenz ab und stärkt die eigene Autorität in einem sich schnell entwickelnden Markt.

Worin unterscheiden sich SEO und GEO?

Während SEO und GEO beide darauf abzielen, die Online-Sichtbarkeit zu erhöhen, gibt es Unterschiede in den gewählten Ansätzen und Zielen:

SEOGEO
DefinitionEine Strategie, die die Inhalte von Websites so optimiert, dass sie in den traditionellen Suchmaschinenergebnisseiten (Search Engine Result Pages, SERPs) besser platziert werden.Eine Strategie, die Inhalte für die Sichtbarkeit in Antworten optimiert, die von KI-gesteuerten Suchmaschinen automatisch erstellt werden.
Suchverhalten des NutzersDer Nutzer initiiert eigenständig die Suche nach spezifischen Informationen.Die KI generiert eigenständig Antworten auf Grundlage bereits verfügbarer Daten.
Hauptakteure/PlattformenGoogle, Bing, Yahoo, DuckDuckGoChatGPT, Perplexity, Gemini, Claude
ZielVerbesserung des organischen Rankings auf klassischen Suchmaschinen.Maximale Sichtbarkeit und Autorität innerhalb von KI-generierten Antworten und Inhalten – inklusive Häufigkeit der Erwähnung und bevorzugter Positionierung am Anfang der Antwort.
MessbarkeitSichtbarkeit und Ranking-Positionen in den SERPs, Keyword Performance, organischer Traffic, Klickrate (CTR).Sichtbarkeit und Autorität in KI-generierten Antworten – inklusive Häufigkeit der Erwähnung und Position innerhalb der Antwort, Referral-Traffic, Klickrate (CTR).

 

Wie setze ich GEO erfolgreich um?

Eine Analyse verschiedener Vorgehensweisen hat gezeigt, welche Maßnahmen besonders wirksam sind. Getestet wurden unter anderem:

  • Keyword-Optimierung: Relevante Keywords gezielt und passend im Inhalt integrieren.
  • Aussagekräftige Begriffe verwenden: Spezifisches und präzises Vokabular einsetzen, um Inhalte anzureichern.
  • Sprache vereinfachen: Komplexe Sachverhalte klar und verständlich darstellen.
  • Autoritativer Schreibstil: Überzeugende, selbstbewusste Formulierungen nutzen, um Vertrauen aufzubauen.
  • Technische Fachbegriffe einbauen: Bei spezialisierten Themen fachliches Know-how gezielt bei zum Ausdruck bringen.
  • Textfluss optimieren: Einen reibungslosen, fehlerfreien Lesefluss sicherstellen.
  • Quellenangaben: Aussagen mit zuverlässigen Quellen belegen, um die Glaubwürdigkeit zu steigern.
  • Zitate integrieren: Expertenzitate einbauen, um Autorität und Tiefe zu vermitteln und zu beweisen.
  • Statistiken einfügen: Argumente durch konkrete, quantitative Daten untermauern.

Besonders effektiv erwiesen sich Maßnahmen, die sowohl die Informationsdichte steigerten als auch die inhaltliche Glaubwürdigkeit stärkten:

„Specifically, our top-performing methods, Cite Sources, Quotation Addition, and Statistics Addition, achieved a relative improvement of 30–40% on the Position-Adjusted Word Count metric and 15–30% on the Subjective Impression metric. These methods require minimal changes but significantly improve visibility in GE responses, enhancing both credibility and richness of content.“ (Aggarwal, et al. 2024)

 

Result Table GEO

Abbildung 1: Absolute Eindrucksmetriken der GEO-Methoden auf GEO-bench zeigen, dass traditionelle Ansätze wie Keyword Stuffing schwach abschneiden, während Methoden wie Statistics Addition und Quotation Addition bessere Ergebnisse erzielen. Die besten Methoden erreichen dabei Verbesserungen von bis zu 41 % bei der Position-Adjusted Word Count und 28 % bei der Subjective Impression.
 

Diese Ergebnisse bestätigen: Schon kleine Ergänzungen – etwa belastbare Daten, Zitate oder Quellen können die Sichtbarkeit spürbar steigern. Bemerkenswert ist außerdem, dass selbst stilistische Verbesserungen – etwa ein optimierter Textfluss und eine vereinfachte Sprache – die Sichtbarkeit um weitere 15–30 % steigern konnten. Das zeigt deutlich: Generative Engines bewerten nicht nur, was kommuniziert wird, sondern auch wie es präsentiert wird (Aggarwal, et al. 2024). Wer diese Maßnahmen konsequent anwendet und seine Inhalte regelmäßig aktualisiert – z. B. durch die Ergänzung neuer Studien, Statistiken oder Experteneinschätzungen – kann seine digitale Relevanz langfristig sichern und ausbauen.

Welche Herausforderungen existieren bei GEO?

Trotz der wachsenden Relevanz von GEO bringt die Optimierung von Inhalten für KI-generierte Suchergebnisse auch spezifische Herausforderungen mit sich. Ein zentrales Problem ist die eingeschränkte Steuerbarkeit: Generative Engines sind meistens proprietäre Systeme mit intransparenten Algorithmen. Inhalte werden nicht mehr über klare Ranking-Faktoren gelistet, sondern durch komplexe Modelle zusammengefasst und teils nur auszugsweise zitiert. Wann und wie eine Quelle erscheint, ist für Content-Ersteller kaum nachvollziehbar.

Hinzu kommt, dass die Aufmerksamkeit der Nutzer zunehmend auf die generierte Darstellung fokussiert bleibt, ohne die Quellen aufzurufen. Für viele Websites bedeutet dies einen potenziell sinkenden Traffic trotz hochwertiger Inhalte. Zudem entwickeln sich generative Modelle und das Suchverhalten rasant weiter. GEO-Strategien müssen sich diesem Wandel laufend anpassen, ähnlich wie sich SEO über die Jahre stetig verändert hat.

Auch die Erfolgsmessung ist komplexer geworden. Neue GEO-Metriken wie Sichtbarkeit nach Wortanzahl und Position oder ein subjektiver Eindruck sind zwar vielversprechend, aber deutlich weniger etabliert als klassische SEO-Kennzahlen.

Fazit

GEO markiert die nächste Evolutionsstufe der digitalen Sichtbarkeit – angepasst an eine Welt, in der KI-gesteuerte Suchsysteme wie ChatGPT, Perplexity und Gemini zunehmend klassische Suchmaschinen ergänzen oder sogar vollständig ablösen. Während SEO weiterhin relevant bleibt, reicht es künftig nicht mehr aus, Inhalte nur für traditionelle SERPs zu optimieren: GEO wird zur einer notwendigen Ergänzung.

Im Zentrum steht nicht nur das Was, sondern zunehmend das Wie der Informationsvermittlung. Erfolgreiche GEO-Strategien setzen auf eine Kombination aus aktueller Datenbasis, klarer Struktur, präziser Sprache und der gezielten Anreicherung von Inhalten durch verlässliche Quellen, Statistiken und Expertenzitate. Analysen zeigen, dass bereits kleine Anpassungen wie die Integration belastbarer Daten und stilistische Optimierungen die Sichtbarkeit in generativen KI-Antworten um bis zu 40 % steigern können (Aggarwal et al. 2024).

Gleichzeitig bleibt GEO ein dynamisches und noch wenig standardisiertes Feld. Intransparente Algorithmen, verändertes Nutzerverhalten und neue Metriken erschweren die gezielte Steuerung und Erfolgsmessung. Content-Ersteller bewegen sich damit in einem Umfeld, das sowohl Chancen als auch strategische Unsicherheiten mit sich bringt und eine kontinuierliche Anpassung erfordert.

Die Entwicklung von SEO hin zu GEO spiegelt eine umfangreiche Transformation des digitalen Marketings wider: Informationen müssen heute nicht nur gefunden, sondern in KI-generierten Antworten prominent und glaubwürdig platziert werden. Wer frühzeitig die richtigen Weichen stellt und seine Inhalte konsequent auf generative KI ausrichtet, bleibt auch in der KI-dominierten Zukunft auffindbar – und digital erfolgreich positioniert.

Quellen

Aggarwal, P., Murahari, V., Rajpurohit, T., Kalyan, A., Narasimhan, K., & Choudhury, M.: (2024): GEO: Generative engine optimization. In: Proceedings of the 30th ACM SIGKDD Conference on Knowledge Discovery and Data Mining. Online verfügbar unter: https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/3637528.3671900 [Zugriff am 13.05.2025].

Anthony Cardillo (2024): Chatbot Statistics: Usage, Growth, Trends and Future. Online verfügbar unter: https://explodingtopics.com/blog/chatbot-statistics [Zugriff am 13.05.2025].

Gartner (2024): Gartner Predicts Search Engine Volume Will Drop 25% by 2026 Due to AI Chatbots and Other Virtual Agents. Online verfügbar unter: https://www.gartner.com/en/newsroom/press-releases/2024-02-19-gartner-predicts-search-engine-volume-will-drop-25-percent-by-2026-due-to-ai-chatbots-and-other-virtual-agents [Zugriff am 13.05.2025].

Reuters (2025): OpenAI’s weekly active users surpass 400 million. Online verfügbar unter: https://www.reuters.com/technology/artificial-intelligence/openais-weekly-active-users-surpass-400-million-2025-02-20/ [Zugriff am 13.05.2025].

PDF-Datenextraktion Benchmark 2025: Vergleich von Docling, Unstructured und LlamaParse für Dokumentenverarbeitungsprozesse

Zusammenfassung

Unsere Bewertung von Docling, Unstructured und LlamaParse zeigt Docling als die überlegene Lösung für die Extraktion strukturierter Daten aus unstrukturierten Nachhaltigkeitsberichten im PDF-Format, mit 97,9% Genauigkeit bei der Extraktion komplexer Tabellen und hervorragender Genauigkeit. Während LlamaParse eine beeindruckende Verarbeitungsgeschwindigkeit bietet (konstant etwa 6 Sekunden unabhängig von der Dokumentgröße) und Unstructured starke OCR-Fähigkeiten aufweist (100% Genauigkeit bei einfachen Tabellen, aber nur 75% bei komplexen Strukturen), sticht Docling aufgrund seiner ausgewogenen Performance für die Verarbeitung von Daten zur Analyse von Nachhaltigkeitsberichten heraus.

Zentrale Erkenntnisse:

  • Docling: Beste Gesamtgenauigkeit und Strukturerhaltung (97,9% Genauigkeit bei Tabellenzellen)

  • LlamaParse: Schnellste Verarbeitung (6 Sekunden pro Dokument unabhängig von der Größe)

  • Unstructured: Starke OCR-Leistung, aber langsamste Verarbeitung (51-141 Sekunden je nach Seitenzahl)

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Inhaltsverzeichnis

  1. Einleitung
  2. Überblick der wichtigsten Softwares zur PDF-Datenextraktion
  3. Methodik und Bewertungskriterien
  4. Berichtsauswahl und Begründung
  5. Ergebnisse und Diskussion
  6. Fazit

1. Einleitung

Die manuelle Erhebung, Strukturierung, Bewertung und Validierung von Nachhaltigkeitsparametern stellt viele Unternehmen vor große Herausforderungen. Gleichzeitig bieten technologische Fortschritte, insbesondere in der Künstlichen Intelligenz, viele Möglichkeiten genau diese Herausforderungen zu adressieren und es drängt sich deshalb die Frage auf: Wie können unstrukturierte Nachhaltigkeitsberichte effizient in strukturierte, maschinenlesbare Daten für Analysen und Weiterverarbeitung umgewandelt werden? Als Spezialisten an der Schnittstelle von Nachhaltigkeit und digitaler Transformation wissen wir bei Procycons: Präzise Datenextraktion ist der Schlüssel für fundierte ESG-Analysen, automatisierte Berichterstattung und die Entwicklung wirksamer Klimastrategien.

PDF-Dokumente bleiben das Standardformat für Nachhaltigkeitsberichte, aber ihre unstrukturierte Natur schafft eine erhebliche Hürde für die Automatisierung. Die Extraktion strukturierter Informationen – von komplexen, quantitativen Emissionstabellen bis hin zu qualitativen Maßmahmenbeschreibungen zur Dekarbonisierung – erfordert ausgereifte Verarbeitungslösungen, die sowohl Inhaltsgenauigkeit als auch strukturelle Integrität gewährleisten können.

In dieser Studie vergleichen wir drei führenden Lösungen zur Verarbeitung von PDFs: Docling, Unstructured und LlamaParse. Unser Ziel ist es, herauszufinden, welche Lösung den Herausforderungen der Verarbeitung von Nachhaltigkeitsdokumenten am besten gerecht wird:

  • Erhaltung der Genauigkeit kritischer numerischer ESG-Daten
  • Beibehaltung der hierarchischen Struktur vorgegebener Nachhaltigkeitserklärungen
  • Korrekte Extraktion komplexer mehrstufiger Tabellen mit Emissionen, Ressourcennutzung und anderen Kennzahlen
  • Skalierbarkeit der Lösung auf größere Datenmengen von Unternehmen

Diese Bewertung bildet eine entscheidende Komponente unserer Arbeit bei Procycons, wo wir RAG (Retrieval-Augmented Generation)-Systeme und Wissensgraphen entwickeln, die die Nachhaltigkeitsberichterstattung von einem manuellen Prozess in einen automatisierten, KI-unterstützten Arbeitsablauf verändern. Durch die Optimierung der Grundlage der Dokumentenverarbeitung ermöglichen wir genauere nachgelagerte Anwendungen für Nachhaltigkeits-Benchmarking, automatisierte ESG-Berichterstattung und Entwicklung von Klimastrategien.

2. Überblick der wichtigsten Softwares zur PDF-Datenextraktion

2.1. Docling

Docling ist eine Open-Source-Lösung, die von DS4SD (IBM Research) entwickelt wurde, um die Extraktion und Transformation von Text, Tabellen und Strukturelementen aus PDFs zu erleichtern. Das Tool nutzt fortschrittliche KI-Modelle, darunter DocLayNet für Layoutanalyse und TableFormer für die Erkennung von Tabellenstrukturen. Docling wird weithin in KI-gestützter Dokumentenanalyse, Unternehmensdatenverarbeitung und Forschungsanwendungen eingesetzt und ist darauf ausgelegt, effizient auf lokaler Hardware zu laufen, während es Integrationen mit generativen KI-Ökosystemen unterstützt.

2.2. Unstructured

Unstructured ist eine Dokumentenverarbeitungsplattform, die entwickelt wurde, um komplexe Unternehmensdaten aus verschiedenen Formaten, einschließlich PDFs, DOCX und HTML, zu extrahieren und zu transformieren. Das Tool wendet OCR und Transformer-basierte NLP-Modelle für Text- und Tabellenextraktion an. Als sowohl Open-Source- als auch API-basierte Lösung wird Unstructured häufig für KI-gestütztes Content Enrichment, der juristischer Dokumentenanalyse und Automatisierung von Datenverarbeitungsprozessen eingesetzt und wird aktiv von Unstructured.io gepflegt, einem Unternehmen, das sich auf KI-Lösungen für Unternehmen spezialisiert hat.

2.3. LlamaParse

LlamaParse ist eine NLP-basierte Lösung des Unternehmens LlamaIndex, welche für die Extraktion strukturierter Daten aus Dokumenten, insbesondere PDFs, konzipiert ist. Das Tool integriert Llama-basierte NLP-Verarbeitungsketten für Textanalyse und Strukturerkennung. Während es bei einfachen Dokumenten gute Leistungen erbringt, hat es Schwierigkeiten mit komplexen Layouts, was es eher für wenig aufwendige Anwendungen wie Forschung und kleinere Dokumentenverarbeitungsaufgaben geeignet macht.

3. Methodik und Bewertungskriterien

Um eine faire und umfassende Bewertung der PDF-Verarbeitung für die Extraktion von Nachhaltigkeitsberichten durchzuführen, haben wir folgende Schlüsselmetriken analysiert:

  • Textextraktionsgenauigkeit: Stellt sicher, dass extrahierter Text korrekt und richtig formatiert ist, da Fehler die nachgelagerte Datenintegrität beeinflussen.
  • Tabellenerkennung und -extraktion: Entscheidend für Nachhaltigkeitsberichte mit tabellarischen Daten, bewertet die korrekte Identifizierung und Extraktion von Tabellen.
  • Abschnittsstrukturgenauigkeit: Bewertet die Beibehaltung der Dokumenthierarchie für Lesbarkeit und Benutzerfreundlichkeit.
  • Inhaltsverzeichnisgenauigkeit: Misst die Fähigkeit, ein Inhaltsverzeichnis für verbesserte Navigation zu rekonstruieren.
  • Verarbeitungsgeschwindigkeitsvergleich: Bewertet die Zeit, die für die Verarbeitung von PDFs unterschiedlicher Länge benötigt wird, und liefert Einblicke in Effizienz und Skalierbarkeit.
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4. Berichtsauswahl und Begründung

Wir haben fünf Unternehmensberichte für den Vergleich ausgewählt, um die Leistung von Docling, Unstructured und LlamaParser zu bewerten.

Berichtsinformationstabelle
BerichtsnameSeitenAnzahl der WörterAnzahl der TabellenKomplexitätsmerkmale
Bayer Nachhaltigkeitsbericht 2023 (Kurz)5234.10432Mehrspaltentext, Eingebettete Diagramme, Detailliertes Inhaltsverzeichnis
DHL 2023135.9555Einspaltentext, Eingebettete Diagramme
Pfizer 2023113.2936Nicht spezifiziert (vermutlich einfaches Layout, möglicherweise einspaltig)
Takeda 2023144.3568Mehrspaltentext, Eingebettete Diagramme, Detailliertes Inhaltsverzeichnis
UPS 202394.4863Detailliertes Inhaltsverzeichnis

Diese Berichte wurden aufgrund ihrer Vielfalt in Layout, Textstilen und Tabellenstrukturen ausgewählt. Um einen fairen Vergleich zu gewährleisten, haben wir die Berichte bei Bedarf gekürzt (z.B. Auswahl bestimmter Seitenbereiche für Pfizer, Takeda und UPS), um verschiedene Arten von Tabellen (einfach, mehrzeilig, Zellen mit Zusammenführungen) und Textinhalten (einspaltig, mehrspaltig, wortreiche Absätze, Aufzählungspunkte) einzubeziehen. Diese Auswahl ermöglichte es uns, zu untersuchen, wie jede Lösung mit unterschiedlichen Dokumentkomplexitäten umgeht, von präsentationsartigen Folien (DHL) bis hin zu umfangreichen Unternehmensberichten (Bayer) und gescannten Auszügen (UPS). Die Einbeziehung verschiedener Themen stellt die Relevanz für mehrere Branchen sicher, während die Bandbreite der Wortzahlen (~4.500 bis ~34.000) und Tabellenzahlen (3 bis 32) die Skalierbarkeit und Genauigkeit über Dokumentgrößen hinweg testet.

5. Ergebnisse und Diskussion

5.1. Übersichtstabelle der Metriken

Diese Vergleichstabelle hebt die wichtigsten Leistungsmetriken aller Lösungen hervor und unterstützt bei der Auswahl für die individuellen Anwendungsfälle der Nutzer.

Leistungsvergleichstabelle
MetrikDoclingUnstructuredLlamaParser
TextextraktionsgenauigkeitHohe Genauigkeit, behält Formatierung beiEffizient, inkonsistente ZeilenumbrücheProbleme mit Mehrspalten, Wortzusammenführung
Tabellenerkennung & -extraktionErkennt komplexe Tabellen gutOCR-basiert, variabel bei mehrzeiligen TabellenGut bei einfachen, schlecht bei komplexen Tabellen
AbschnittsstrukturgenauigkeitKlare hierarchische StrukturGrößtenteils genau, einige FehlklassifizierungenProbleme bei der Abschnittsunterscheidung
InhaltsverzeichniserstellungGenau mit korrekten VerweisenTeilweise, einige UngenauigkeitenKann nicht effektiv rekonstruieren
LeistungsmetrikenModerat (6,28s für 1 Seite, 65,12s für 50 Seiten)Langsam (51,06s für 1 Seite, 141,02s für 50 Seiten)Schnell (6s unabhängig von der Seitenzahl)

5.2. Technologie hinter jeder Lösung

Die folgende Tabelle beschreibt die spezifischen Modelle und Technologien, die die Fähigkeiten der entsprechenden Lösung unterstützen.

Technologievergleichstabelle
MetrikDoclingUnstructuredLlamaParser
TextextraktionDocLayNetOCR + Transformer-basiertes NLPLlama-basierte NLP-Verarbeitungskette
TabellenerkennungTableFormerVision Transformer + OCRLlama-basierter Tabellenparser
AbschnittsstrukturDocLayNet + NLP-KlassifikatorenTransformer-basierter KlassifikatorLlama-basierte Textstrukturierung
InhaltsverzeichniserstellungLayout-basiertes Parsing + NLPOCR + Heuristisches ParsingLlama-basierte Inhaltsverzeichniserkennung

5.3. Detaillierte Analyse

Nachfolgend vergleichen wir die Ausgaben jeder Lösung anhand von Auszügen aus verschiedenen Berichten, mit Fokus auf Text, Tabellen, Abschnitte und Inhaltsverzeichnisse.

5.3.1. Textextraktion

Der Originaltext aus dem „Takeda 2023“-PDF besteht aus zwei wortreichen Absätzen mit Fachbegriffen und klaren Absatzumbrüchen, die den Inhalt trennen.

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Ergebnisse des Textextraktionsprozesses der 3 Tools

Erkenntnisse über den Prozess der Textextraktion

Docling:

  • Textgenauigkeit: Erreicht 100% Genauigkeit für den textlichen Inhalt, stimmt mit allen Sätzen einschließlich Titel und beiden Absätzen überein.
  • Vollständigkeit: Erfasst den gesamten Originaltext und behält Absatzumbrüche und Struktur bei.
  • Textmodifikationen: Behält die Originalformulierung und Fachbegriffe ohne Veränderung bei.
  • Formatierungserhaltung: Bewahrt Absatzumbrüche, die für die Lesbarkeit entscheidend sind, und trennt den Titel entsprechend des ursprünglichen Überschriftenstils.

LlamaParse:

  • Textgenauigkeit: Erreicht hohe Genauigkeit für Originalabsätze, enthält aber zusätzliche Inhalte, die im Quelltext nicht vorhanden sind.
  • Vollständigkeit: Fügt detaillierte technische Informationen hinzu, die nicht Teil des Beispielabschnitts sind, während der ursprüngliche Absatzumbruch verloren geht.
  • Textmodifikationen: Führt neue Sätze und Daten ein, was auf Überextraktion oder Halluzination hindeutet.
  • Formatierungserhaltung: Vereint Inhalte zu einem durchgehenden Block, was die Lesbarkeit verringert, obwohl die Titeltrennung beibehalten wird.

Unstructured:

  • Textgenauigkeit: Extrahiert Titel und Absätze korrekt, enthält aber erhebliche zusätzliche Inhalte, die im Originalabschnitt nicht vorhanden sind.
  • Vollständigkeit: Fügt erhebliche zusätzliche technische Details hinzu, die wahrscheinlich aus anderen Teilen des Dokuments stammen.
  • Textmodifikationen: Führt neue technische Informationen ein, ohne Fehler im Originalinhalt, verändert aber den Umfang der Ausgabe.
  • Formatierungserhaltung: Fasst alle inhakte in einem Blockzusammen, übersieht Absatzumbrüche und den strukturellen Aufbau des Texts trotz korrekter Titelformatierung.

5.3.2. Tabellenextraktionsleistung

Wir haben eine Tabelle aus dem „Bayer-Nachhaltigkeitsbericht-2023“ ausgewählt, um die Tabellenextraktionsleistung dieser Plattformen zu analysieren – siehe Abbildung unten.

Die Tabelle bietet eine Aufschlüsselung der Mitarbeiter nach Geschlecht (Frauen und Männer), Region (Gesamt, Europa/Naher Osten/Afrika, Nordamerika, Asien/Pazifik, Lateinamerika) und Altersgruppe (< 20, 20-29, 30-39, 40-49, 50-59, ≥ 60). Die Struktur ist hierarchisch:

  • Oberste Ebene: Geschlecht (Frauen: 41.562 insgesamt; Männer: 58.161 insgesamt).
  • Zweite Ebene: Regionen unter jedem Geschlecht (z.B. Frauen in Europa/Naher Osten/Afrika: 18.981).
  • Dritte Ebene: Altersgruppen unter jeder Region (z.B. Frauen in Europa/Naher Osten/Afrika, < 20: 6).
table extraction
Ergebnisse des Tabellenexktrationsprozesses der 3 Tools

Erkenntnisse zur Datengenauigkeit

Docling:

  • Problem: Verpasst einen Datenpunkt („5“ für Männer in Lateinamerika, < 20) von 48 Einträgen, erreicht 97,9% Genauigkeit.
  • Auswirkung: Der Fehler ist isoliert und beeinflusst die Gesamtsummen nicht, beeinträchtigt jedoch die Vollständigkeit der Altersgruppe.
  • Stärke: Alle anderen Daten, einschließlich Geschlechtergesamtsummen, sind korrekt platziert.

LlamaParse:

  • Problem: Platziert Werte der Spalte „Gesamt“ falsch, verwendet Lateinamerika-Gesamtsummen anstelle von Geschlechtergesamtsummen.
  • Auswirkung: Systematische Spaltenverschiebung beeinträchtigt die gesamte Tabelleninterpretation, mit 100% Datenextraktion, aber 0% korrekter Platzierung.
  • Stärke: Erfasst den Datenpunkt „5“, den Docling verpasst.

Unstructured:

  • Problem: Schwerwiegender Spaltenverschiebungsfehler mit fehlenden Daten für Europa/Naher Osten/Afrika und verschobenen Regionen.
  • Auswirkung: Tabelle wird uninterpretierbar mit 75% Zellengenauigkeit (36/48 Einträge) und 0% Genauigkeit für Lateinamerika-Daten.
  • Stärke: Einige numerische Daten können manuell den korrekten Regionen zugeordnet werden.

Strukturintegrität

Docling:

  • Bewahrt die ursprüngliche Spaltenreihenfolge und hierarchische Verschachtelung, erhält dabei den strukturellen Aufbau des Texts.
  • Behandelt leere „Gesamt“-Spalte für Altersgruppen korrekt.

LlamaParse:

  • Kehrt die Spaltenreihenfolge mit falscher „Gesamt“-Platzierung um, verzerrt die Tabellenbedeutung.
  • Mangel an hierarchischen Verschachtelungsindikatoren, sekundär zu Spaltenfehlern.

Unstructured:

  • Leidet unter schweren Spaltenverschiebungen, wodurch die regionale Hierarchie bedeutungslos wird.
  • Behält teilweise die Trennung von Geschlecht und Altersgruppen bei, fehlt aber an klaren Verschachtelungsindikatoren.
  • Lässt „Gesamt“-Spalte für Altersgruppen korrekt leer, obwohl irrelevant angesichts der Datenfehlanpassung.

5.3.3. Abschnittsstruktur

Das Abschnittsbeispiel aus dem „UPS 2023“-PDF zeigt, wie die verschiedenen Lösungen mit hierarchischen Dokumentstrukturen umgehen, ein entscheidender Aspekt für die Beibehaltung der Dokumentorganisation. Das Beispiel enthält eine Hauptüberschrift gefolgt von einer Unterüberschrift, mit einer klaren hierarchischen Beziehung, die durch Formatierungsunterschiede im Originaldokument angezeigt wird.

Erkenntnisse zur Verarbeitung der Abschnittsstruktur

Docling:

  • Hierarchiedarstellung: Verwendet die gleiche Markdown-Ebene (##) für beide Überschriften, verfehlt die hierarchische Beziehung.
  • Textgenauigkeit: Erfasst den exakten Text beider Überschriften, einschließlich Groß-/Kleinschreibung und Zeichensetzung.
  • Formatierungserhaltung: Behält ursprüngliche Textelemente bei, verliert aber Stilunterschiede, die Überschriftsebenen unterscheiden.

LlamaParse:

  • Hierarchiedarstellung: Verwendet identische Markdown-Ebene (#) für beide Überschriften, verpasst die Eltern-Kind-Struktur.
  • Textgenauigkeit: Erfasst den Text beider Überschriften perfekt, bewahrt alle Textelemente.
  • Formatierungserhaltung: Behält Groß-/Kleinschreibung und Zeichensetzung bei, kann aber PDF-spezifische Stilunterschiede nicht abbilden.

Unstructured:

  • Hierarchiedarstellung: Verwendet korrekt unterschiedliche Markdown-Ebenen (# für Hauptüberschrift, ## für Unterüberschrift), spiegelt die hierarchische Beziehung richtig wider.
  • Textgenauigkeit: Erfasst den Text beider Überschriften mit allen Originalelementen.
  • Formatierungserhaltung: Kann PDF-Format nicht wiedergeben, kompensiert aber mit angemessener Markdown-Hierarchie, übertrifft andere Lösungen in struktureller Integrität.

5.3.4. Inhaltsverzeichnis

Das Original-Inhaltsverzeichnis aus dem „UPS 2023“-PDF enthält eine „Inhalt“-Überschrift gefolgt von Abschnittseinträgen mit Seitenzahlen, in einem zweispaltigen Layout mit gepunkteten Linien als Trenner zwischen Titeln und Seitenzahlen.

Erkenntnisse zum Verarbeiten des Inhaltsverzeichnis

Docling:

  • Textgenauigkeit: Erfasst alle Inhalte mit 100% Genauigkeit, einschließlich Titel, Seitenzahlen und Zeichensetzung.
  • Strukturdarstellung: Verwendet eine Markdown-Tabelle mit zwei Spalten, behält die Trennung von Titeln und Seitenzahlen bei.
  • Formatierungserhaltung: Behält gepunktete Linien innerhalb von Tabellenzellen bei, markiert aber „Inhalt“ als Unterüberschrift (##) anstatt als Hauptüberschrift.

LlamaParse:

  • Textgenauigkeit: Erreicht 100% Genauigkeit für alle Textelemente, einschließlich Titel, Seitenzahlen und gepunktete Linien.
  • Strukturdarstellung: Implementiert ein Aufzählungslisten-Format mit Titeln und Seitenzahlen in derselben Zeile, bewahrt den logischen Fluss.
  • Formatierungserhaltung: Behält gepunktete Linien bei und markiert „Inhalt“ korrekt als Hauptüberschrift (#), entsprechend seiner Bedeutung.

Unstructured:

  • Textgenauigkeit: Stark mangelhaft, erfasst nur den „Inhalt“-Titel, während alle Einträge und Seitenzahlen fehlen.
  • Strukturdarstellung: Enthält eine leere Markdown-Tabelle, die weder die Originalstruktur noch den Inhalt wiedergibt.
  • Formatierungserhaltung: Markiert „Inhalt“ als Unterüberschrift (##) und bietet keine Inhaltserhaltung, was zu einem vollständigen Strukturverlust führt.

5.4. Vergleich der Verarbeitungsgeschwindigkeit

Einer der wichtigsten Faktoren bei der Bewertung eines PDF-Verarbeitungstools für die automatisierte Dokumentenextraktion ist die Verarbeitungsgeschwindigkeit – wie schnell ein Tool Inhalte aus einem Dokument extrahieren und strukturieren kann. Ein langsames Tool kann die Workflow-Effizienz erheblich beeinträchtigen, besonders bei der Verarbeitung großer Dokumentenmengen.

Um die Geschwindigkeit zu vergleichen, haben wir eine Reihe von Test-PDFs verwendet, die aus einer einzelnen extrahierten Seite erstellt wurden. Durch den Vergleich ihrer Fähigkeit, Dokumente zunehmender Länge zu verarbeiten, haben wir das beste Tool für die strukturierte Dokumentenextraktion im großen Maßstab identifiziert. Wir haben die durchschnittliche verstrichene Zeit für LlamaParse, Docling und Unstructured bei der Verarbeitung von PDFs mit zunehmender Seitenzahl gemessen. Die Ergebnisse zeigen signifikante Unterschiede darin, wie jedes Tool mit Skalierbarkeit und Leistung umgeht – siehe Abbildung unten.

Verarbeitungsgeschwindigkeitsvergleich
Vergleich der Vererbarbeitungsgeschwindigkeit der  3 Tools

Erkenntnisse zum Vergleich der Verarbeitungsgeschwindigkeiten

  1. LlamaParse ist am schnellsten
    • LlamaParse verarbeitet Dokumente konstant in etwa 6 Sekunden, selbst wenn die Seitenzahl zunimmt.
    • Dies deutet darauf hin, dass es effizient mit der Dokumentenskalierung umgeht, ohne signifikante Verlangsamungen.
  2. Docling skaliert linear mit zunehmenden Seiten
    • Die Verarbeitung von 1 Seite dauert 6,28 Sekunden, aber 50 Seiten dauern 65,12 Sekunden – eine nahezu lineare Zunahme der Verarbeitungszeit.
    • Dies zeigt, dass die Leistung von Docling stabil ist, aber proportional zur Dokumentgröße skaliert.
  3. Unstructured hat Geschwindigkeitsprobleme
    • Unstructured ist deutlich langsamer und benötigt 51 Sekunden für eine einzelne Seite und über 140 Sekunden für große Dateien.
    • Es zeigt eine inkonsistente Skalierung, da 15 Seiten etwas weniger Zeit benötigen als 5 Seiten, wahrscheinlich aufgrund von Caching oder internen Optimierungen.
    • Obwohl seine Genauigkeit in einigen Bereichen höher sein mag, macht seine Geschwindigkeit es weniger praktisch für die Verarbeitung großer Datenmengen.

5.5. Analyseergebnisse

Die Ausgaben und Metriken zeigen deutliche Stärken und Schwächen der verschiedenen Lösungen, die nachfolgend analysiert werden:

Textextraktionsgenauigkeit:

  • Docling: Zeigt hohe Genauigkeit mit 100%iger Textübereinstimmung in wortverdichteten Absätzen (z.B. Takeda 2023), behält die ursprüngliche Formulierung, Fachbegriffe und Absatzumbrüche bei. Diese Konsistenz macht es zuverlässig für die Beibehaltung der Datenintegrität in Dokumenten mit umfangreichem textlichen Inhalt.
  • Unstructured: Bietet effiziente Textextraktion mit hoher Genauigkeit für Kerninhalte, führt aber Inkonsistenzen ein, wie das Zusammenführen von Absatzumbrüchen und das Hinzufügen von zusätzlichen Details. Diese Überextraktion deutet auf potenzielle Übergriffe aus anderen Dokumentabschnitten hin, was die Präzision beeinträchtigt.
  • LlamaParse: Hat Schwierigkeiten mit mehrspaltigen Layouts und Wortzusammenführungen, erreicht hohe Genauigkeit nur für einfachen Text, fügt aber irrelevante Inhalte hinzu. Dies weist auf eine Einschränkung im Umgang mit komplexen Textstrukturen hin, was seine Eignung für verschiedene Dokumentformate reduziert.

Tabellenerkennung & -extraktion:

  • Docling: Überzeugt bei der Erkennung komplexer Tabellen, bewahrt hierarchische Verschachtelung und Spaltenreihenfolge (z.B. komplizierte Tabelle aus Bayer 2023), mit einer einzelnen Ausnahme („5“ für Männer in Lateinamerika, < 20), was zu 97,9% Zellengenauigkeit führt. Die Verwendung von TableFormer gewährleistet eine robuste Strukturerhaltung, ideal für detaillierte tabellarische Daten.
  • Unstructured: Leistung ist variabel, mit OCR-basierter Extraktion, die numerisch erfolgreich ist (z.B. 100% Genauigkeit bei einfachen Tabellen), aber strukturell bei mehrreihigen Tabellen versagt (z.B. fehlende Daten durch Spaltenverschiebungen in Bayer 2023). Dies schränkt die Zuverlässigkeit für komplexe Layouts ein.
  • LlamaParse: Behandelt einfache Tabellen gut (z.B. 100% numerische Genauigkeit bei einfachen Tabellen), scheitert aber bei komplexen Tabellen, platziert „Gesamt“-Spalten falsch (z.B. Bayer 2023). Leistung sinkt erheblich bei komplexen Strukturen, was seinen Anwendungsbereich einschränkt.

Abschnittsstrukturgenauigkeit:

  • Docling: Behält klare hierarchische Struktur bei, verwendet aber einheitliche Markdown-Ebenen (##), verpasst Verschachtelungshinweise (z.B. UPS 2023 Abschnitt). Dieser kleine Mangel wird durch perfekte Textgenauigkeit ausgeglichen, was es trotz Formatierungseinschränkungen effektiv für die Lesbarkeit macht.
  • Unstructured: Größtenteils genau, mit korrekter Textextraktion (z.B. UPS 2023 Abschnitt), verwendet aber die gleiche Markdown-Ebene (#) für alle Überschriften, spiegelt Hierarchie nicht wider. Diese Gemeinsamkeit mit Docling und LlamaParse deutet auf eine gemeinsame Einschränkung bei der strukturellen Differenzierung hin.
  • LlamaParse: Schwierigkeiten bei der Abschnittsunterscheidung, verwendet einheitliche Ebenen (#) und mangelt an hierarchischer Klarheit (z.B. UPS 2023), ähnlich wie andere. Seine Textgenauigkeit ist hoch, aber strukturelle Schwächen reduzieren die Nutzbarkeit für organisierte Navigation.

Inhaltsverzeichnis (ToC) Erstellung:

  • Docling: Erreicht genaue Inhaltsverzeichnisrekonstruktion mit 100% Textgenaugkeit, verwendet ein Tabellenformat mit gepunkteten Linien, unterschätzt aber die Bedeutung von „Inhalt“ mit ##. Dies macht es trotz kleinerer Formatierungsprobleme sehr effektiv für die Navigation.
  • Unstructured: Versagt dramatisch, erfasst nur „Inhalt“ mit einer leeren Tabelle, verpasst alle Einträge und Seitenzahlen (z.B. UPS 2023 Inhaltsverzeichnis). Dies zeigt eine erhebliche Schwäche im Umgang mit zweispaltigen Layouts und gepunkteten Linientrennern.
  • LlamaParse: Kann nicht effektiv rekonstruieren, obwohl es eine Aufzählungsliste mit gepunkteten Linien und korrektem Text verwendet, ordnet „Inhalt“ mit # ein. Seine Unfähigkeit, die Struktur vollständig zu reproduzieren, begrenzt seinen Nutzen im Vergleich zu Docling.

Leistungsmetrik (Verarbeitungsgeschwindigkeit):

  • Docling: Bietet moderate Geschwindigkeit (6,28s für 1 Seite, 65,12s für 50 Seiten) mit linearer Skalierung, balanciert Genauigkeit und Effizienz. Dies macht es gut geeignet für Verarbeitung im Unternehmensmaßstab, wo vorhersehbare Leistung entscheidend ist.
  • Unstructured: Hat erhebliche Geschwindigkeitsprobleme (51,06s für 1 Seite, 141,02s für 50 Seiten), zeigt inkonsistente Skalierung. Diese Ineffizienz untergräbt seine ansonsten anständige Genauigkeit und macht es weniger praktisch für Workflows mit großen Datenmengen.
  • LlamaParse: Exzelliert in Geschwindigkeit (~6s konstant, selbst für 50 Seiten), zeigt bemerkenswerte Skalierbarkeit. Diese Effizienz positioniert es als starken Kandidaten für schnelle Verarbeitung, obwohl seine Genauigkeitseinbußen seine Verwendung auf einfachere Dokumente beschränken.

6. Fazit

Basierend auf unseren Benchmark-Ergebnissen, einschließlich der Erkenntnisse zur Verarbeitungsgeschwindigkeit, erweist sich Docling als die robusteste Lösung für die Verarbeitung komplexer Geschäftsdokumente. Es bietet hohe Textextraktionsgenauigkeit, überlegene Tabellenstrukturerhaltung und effektive Inhaltsverzeichnisrekonstruktion, unterstützt durch moderate und vorhersehbare Verarbeitungsgeschwindigkeiten (z.B. 6,28s für 1 Seite, linear skalierend auf 65,12s für 50 Seiten). Der Einsatz fortschrittlicher Modelle wie DocLayNet und TableFormer gewährleistet die zuverlässige Verarbeitung verschiedener Dokumentelemente, mit nur geringfügigen Ausnahmen (z.B. „5“ in der Bayer-Tabelle). Diese Balance aus Präzision, struktureller Integrität und effizienter Leistung macht Docling zur empfohlenen Wahl für Anwendungen, die Skalierbarkeit und Genauigkeit erfordern, wie Unternehmensdatenverarbeitung und Business Intelligence.

Unstructured funktioniert gut bei der Extraktion von Text und einfachen Tabellen und erreicht in simplen Anwendungsfällen eine numerische Genauigkeit von 100%, aber Inkonsistenzen wie Spaltenverschiebungen in komplexen Tabellen und unvollständige Inhaltsverzeichniserstellung schränken die Zuverlässigkeit ein. Die deutlich langsamere Geschwindigkeit (z.B. 51,06s für 1 Seite, 141,02s für 50 Seiten) beeinträchtigt zusätzlich die Praktikabilität, was darauf hindeutet, dass Unstructured am besten für weniger komplexe Dokumente oder Szenarien geeignet ist, in denen Geschwindigkeit und Ressourcenbeschränkungen nicht entscheidend sind. Eine Verbesserung der Geschwindigkeitsineffizienzen und des strukturellen Parsings könnte die Wettbewerbsfähigkeit steigern.

LlamaParse zeichnet sich durch die außergewöhnliche Verarbeitungsgeschwindigkeit aus (~6s konstant über alle Seitenzahlen), bietet die höchste Effizienz und Skalierbarkeit. Das Tool funktioniert angemessen für grundlegende Extraktionen, mit starker numerischer Genauigkeit bei einfachen Tabellen und Texten, hat aber Schwierigkeiten mit komplexer Formatierung (z.B. mehrspaltiger Text, komplizierte Tabellen) und Inhaltsverzeichnisrekonstruktion. Der Geschwindigkeitsvorteil macht es ideal für leichte, unkomplizierte Aufgaben, aber die strukturellen Schwächen und Einbußen bei der Genauigkeit machen es im Vergleich zu Docling weniger geeignet für umfassende Dokumentenverarbeitung.

Für Anwendungen, die Präzision, Effizienz und strukturelle Integrität priorisieren – entscheidend für Geschäftsanalysen – bleibt Docling die optimale Lösung. Die lineare Geschwindigkeitsskalierung stellt sicher, dass große Dokumente effektiv verarbeitet werden können, während LlamaParses zügige Verarbeitung eine Nische für schnelle, einfache Extraktionen bietet. Unstructured benötigt trotz des Potenzials erhebliche Optimierungen in Geschwindigkeit und Tabellenverarbeitung, um konkurrenzfähig zu sein. Zukünftige Verbesserungen für Unstructured könnten sich auf die Reduzierung der Verarbeitungszeiten und die Verbesserung der Tabellenanalyse konzentrieren, während LlamaParse von einer besseren Strukturerkennung profitieren könnte, um den Geschwindigkeitsvorteil in breiteren Anwendungen anzuwenden.

Grüne Logistik: Wege zu mehr Nachhaltigkeit in der Lieferkette

Inhalt

  1. ​TD;DR
  2. Nachhaltigkeit in der Logistik: Herausforderungen, Chancen und Lösungen
  3. Was sind die Treiber und Ziele der Nachhaltigkeit in der Logistik?
  4. Welche Methoden existieren, um die Nachhaltigkeit in der Logistik zu messen?
  5. Welche innovative Technologien unterstützen die Nachhaltigkeit in der Logistik?
  6. Welche Herausforderungen und Erfolgsfaktoren prägen nachhaltige Logistik?

TL;DR

  • Deutsche Logistikbranche: Muss CO2-Emissionen reduzieren, um gesetzliche Vorgaben und Klimaziele zu erfüllen.
  • Herausforderungen: Finanzielle Belastungen durch Umstellung auf nachhaltige Brennstoffe und Modernisierung der Fahrzeugflotte.
  • Chancen: Einführung grüner Technologien kann Effizienz steigern und Kosten senken.
  • Nachhaltige Logistik: Umfasst den gesamten Produktlebenszyklus und die Optimierung aller Prozesse der Wertschöpfungskette.
  • Treiber der Nachhaltigkeit: Staatliche Regulierungen, Kundenmeinungen, Marktveränderungen und ethische Aspekte.
  • Ziele: CO2-Emissionen begrenzen, nachhaltige Lieferketten etablieren und Klimawandel bekämpfen.

Nachhaltigkeit in der Logistik: Herausforderungen, Chancen und Lösungen

Der ständig steigende CO2-Ausstoß wirkt sich negativ auf das Weltklima aus – das ist nichts Neues. Die deutsche Logistikbranche hat mit einem Ausstoß von rund 20 Prozent aller Emissionen an Treibhausgasen einen wesentlichen Anteil daran und sieht sich daher mit verschiedenen Herausforderungen konfrontiert. Die Branche steckt in der Zwickmühle zwischen Reduzierung der Transportkosten und dem Druck, die Emissionen zu reduzieren, um die ständig strenger werdenden gesetzlichen Vorschriften einzuhalten. Es existieren mehrere Gesetzesvorschriften wie beispielsweise das Klimaschutzgesetz und im Schiffsverkehr die IMO-Verordnung, die die Schwefelemissionen von Schiffen begrenzt und die Preise für den Treibstoff für Schiffe und LKWs erhöht.

Doch mit der Umsetzung der Klimaneutralität geht es nicht so voran, wie es notwendig wäre. Ein wesentlicher Grund ist, dass viele Ansätze der Reduktion der Treibhausgase für die Unternehmen eine starke finanzielle Belastung darstellen. Fraglos die größte Herausforderung, vor der die Logistikbranche steht, liegt in der Nutzungsmöglichkeit nachhaltig produzierter Brennstoffe und einer Modernisierung der eigenen Fahrzeugflotte. Es ist mehr denn je notwendig, grüne Technologien in der Logistikbranche einzuführen, um damit die Nachhaltigkeit zu fördern. Gleichzeitig bietet sich dadurch die Chance, die Effizienz zu steigern sowie mittel- bis langfristig Kosten einzusparen. Dies erfordert jedoch innovative Lösungen und das Engagement der Unternehmen der gesamten Lieferkette.

Die nachhaltige Logistik befasst sich mit allen Prozessen rund um den Lebenszyklus von Produkten während der gesamten Wertschöpfungskette. Bereiche, die davon berührt sind, ist die Beschaffung, die Produktion, sowie die Auslieferung und Entsorgung. Es geht aber nicht ausschließlich um die Zu- und Auslieferung von Waren, Rohstoffen und/oder Produktteilen. Auch die Gestaltung der darunterliegenden Fertigungs- und Auslieferungsprozesse sowie die Optimierung sowohl der Daten- als auch der Informationsflüsse gehört dazu. Die Bewegung der Ware über Straße, Schiene, Luft und Wasser müssen dabei berücksichtigt werden, genauso wie die Prozesse, die der Lieferkette zugrunde liegen.

Die deutsche Logistikbranche, verantwortlich für rund 20 Prozent der Treibhausgasemissionen, steht vor der Herausforderung, durch innovative Lösungen und grüne Technologien die CO2-Emissionen zu reduzieren und Nachhaltigkeit zu fördern.

Was sind die Treiber und Ziele der Nachhaltigkeit in der Logistik?

Es steht fraglos fest, dass sich der Klimawandel in den nächsten Jahren weiter beschleunigen wird – mit verheerenden Folgen für Mensch und Natur. Darauf reagiert der Staat, indem er immer strengere Regeln und Gesetze aufstellt, die die Unternehmen der Branche zwingen, nachhaltiger zu agieren. Weiterhin machen es die Meinung der Kunden, der Druck der öffentlichen Meinung und die Veränderung am Markt nötig, gegen alle Widerstände nachhaltige Lieferketten aufzubauen. Dabei spielen auch mehr und mehr ethische Aspekte eine Rolle, sodass vor allem die Rückverfolgbarkeit der Lieferungen eine erhöhte Relevanz haben. In diesem Zusammenhang zählt das sogenannte „Lieferkettensorgfaltspflichtengesetz“ (kurz Lieferkettengesetz), das die unternehmerische Verantwortung bezüglich der Einhaltung von Menschenrechten innerhalb der globalen Lieferketten regelt.

Bis heute hält die Logistikbranche, die einem extrem hohen Wettbewerbsdruck ausgesetzt ist, nicht die gesetzlich vorgeschriebenen Begrenzungen der CO₂-Emissionen ein. Die Ziele, die zu mehr Nachhaltigkeit in diesem Sektor führen sollen, sind breit aufgestellt. Um einen Einblick in die verschiedenen Vorteile zu bieten, sind einige hier beispielhaft aufgeführt:

  • Verringerung des CO₂-Fußabdrucks für mehr Klimaschutz
  • Eine höhere Ressourceneffizienz beispielsweise durch Wiederverwendung
  • Eine erhöhte Rentabilität und viele Wettbewerbsvorteile
  • Erfüllung diverser gesetzlicher Standards und Abwendung von Strafen
  • Aufbau eines positiven Markenimages und einer höheren Kundenbindung

Um diese Ziele im Unternehmen effektiv umzusetzen, müssen alle Beteiligten des Logistiksektors wie Speditionen, Bahnbetreiber, Fluglinien und Schiffsspeditionen einschließlich ihrer vor- und nachgelagerten Lieferketten diesen Veränderungsprozess proaktiv angehen. Viele kompetente und innovative Beratungsunternehmen helfen zuverlässig, die eigene Ökobilanz zu optimieren.

Welche Methoden existieren, um die Nachhaltigkeit in der Logistik zu messen?

Für Unternehmen der Logistikbranche wird es immer wichtiger und für viele ist es ein echtes Anliegen, die eigenen CO₂-Emissionen zu reduzieren. Doch die erzielten Reduktionen vollständig messbar zu machen, ist – vor allem bei Betrachtung der gesamten Lieferkette – nicht einfach. Um die Emissionen, die ein Unternehmen ausstößt, messbar zu machen, müssen drei Dimensionen sichtbar gemacht werden. Dazu gehört

  • die Sichtbarmachung der gesamten Ausstoßmenge an klimaschädlichen Gasen des eigenen Unternehmens
  • die Messung der Emissionen der Energielieferanten
  • die Verfolgung der Emissionen der vor- und nachgelagerten Unternehmen der Lieferkette.

Unternehmen müssen im Vorfeld sinnvolle Key Performance Indicators (kurz: KPIs) definieren, um den Erfolg der Nachhaltigkeitsstrategie des eigenen Unternehmens tatsächlich messbar nachvollziehen zu können.

Um dies zu erreichen, existieren verschiedene Softwareprogramme von Spezialisten, die Unternehmen der Logistikbranche mit der Bereitstellung der Messwerte, die für die Bestimmung der KPIs notwendig sind. Eines der wichtigsten KPIs ist die relative Emissionsreduktion an Treibhausgasen. Für diesen Messwert ist die Bestimmung eines Bezugspunktes unbedingt erforderlich. Dieser Messwert wird in Prozent gemessen und soll helfen, festzulegen, ob ein CO₂-Reduktionsziel erreicht wurde.

Wird eine solche Software im Unternehmen eingesetzt, können die Unternehmen, die ihren CO₂-Fußabdruck verkleinern möchten, wertvolle Daten gewinnen, um ihre gesamte Lieferkette zu analysieren, zu überwachen und ggf. zu optimieren. In die Berechnungen fließen die KPIs aus den Sektoren Einkauf, Lagerhaltung, Lieferung, Logistik und Transport ein. Als Messkriterien gelten in den meisten Fällen die Zeit, die Kosten, die Produktivität und Servicequalität. Die Darstellung und Überwachung erfolgt in Echtzeit über spezielle Softwareprodukte.

Sowohl die Industrie 4.0  als auch die Logistik 4.0 – wo Softwareprodukte wertvolle Informationen und Auswertungen liefern, um belastbare Ergebnisse zu erhalten – ist es in Zeiten der fortschreitenden Digitalisierung sehr viel einfacher geworden, notwendige Daten für die Analyse zu sammeln. Daher ist eine Vernetzung der speziellen Softwareprodukte verschiedener Abteilungen, beispielsweise ein Lagerverwaltungssystem, absolut notwendig, um an diese Daten kommen. Auch das firmeneigene ERP-System bietet wertvolles Datenmaterial, aus dem relevante Informationen und Daten herausgefiltert werden können.

Digitale Technologien wie CarbonPath ermöglichen es Logistikunternehmen, ihren CO₂-Fußabdruck zu erfassen, zu analysieren und effektiv zu reduzieren.

Welche innovative Technologien unterstützen die Nachhaltigkeit in der Logistik?

Durch den Einsatz digitaler Technologien können sämtliche Produkte und Prozesse in der Logistik ressourcenschonender und damit sozial verträglicher gestaltet werden. Es geht primär um die Vernetzung von Wertschöpfungsketten, um vorhandene Ressourcen und Produkte im Sinne der Kreislaufwirtschaft effektiv zu nutzen und damit den Nachhaltigkeitsgedanken zu stärken. Ein Beispielprodukt soll kurz genauer beleuchtet werden.

Ein innovatives Tool, das in der Logistikbranche für mehr Nachhaltigkeit eingesetzt werden kann, ist die Software CarbonPath. Diese Softwarelösung beinhaltet mehrere Funktionen und zielt konkret darauf ab, dass Logistikunternehmen ihren ökologischen Fußabdruck ganzheitlich erfassen, analysieren und messen. Ziel ist, alle Möglichkeiten der Reduzierung zu eruieren, andere Stakeholder mit ins Boot zu holen. Die gemessenen konkrete Werte bezüglich der Emissionen der Treibhausgase der Fahrzeugflotte können später für Dokumentationszwecke auf Knopfdruck als pdf-Dokument exportiert werden.

Welche Herausforderungen und Erfolgsfaktoren prägen nachhaltige Logistik?

Die moderne Logistikbranche sieht sich verschiedenen Herausforderungen gegenüber, die für die betreffenden Unternehmen schwer zu bewältigen sind. Primär sind es natürlich die zu hohen CO2-Emissionen, die reduziert  werden müssen, um die Klimaziele zu erreichen. Ein ineffizientes Ressourcenmanagement, der akute Fachkräftemangel, eine fehlende Transparenz innerhalb der gesamten Lieferkette sowie eine zu geringe Digitalisierungsquote sind weitere Faktoren, die zu teils massiven Einschränkungen der Handlungsfreiheit der Unternehmen führen. Gerade in Deutschland – dem Land, das Bürokratie in neue Sphären hebt – wird noch viel zu viel papierbasiert gearbeitet

Wesentliche Erfolgsfaktoren für die Gestaltung und strategischen Planung der Umsetzung ist die Automatisierung durch den Einsatz von innovativer Technologien. Automatisierung und Robotik helfen beispielsweise beim Einsatz von Lagersystemen und sorgen für Transparenz. Um die ständig größer werdenden Datenmassen effizient nutzen zu können, helfen Tools der Datenanalyse und die Künstliche Intelligenz. Diese kann eingesetzt werden, um die Fahrtrouten der gesamten Fahrzeug¬flotte zu optimieren. Telematiksysteme wiederum ermöglichen einerseits die Echtzeitüberwachung der Fahrzeuge, andererseits können sie unterstützen, Leerfahrten zu vermeiden. Die Implementierung eines ESG-Konzepts (wobei ESG für „Environment, Social, Governance“ steht), kann durch kontinuierliche KPI-Messung besser überwacht werden.

Quellen
  • https://www.imo.org/en
  • https://www.bmz.de/de/themen/lieferkettengesetz
  • https://gruenderplattform.de/green-economy/green-logistics#vorteile
  • https://www.bito.com/de-ch/fachwissen/artikel/bedeutung-von-kpis-in-der-logistik/
  • https://www.firstaudit.de/blog/allgemein/logistik-4-0/
  • https://carbonpath.eu/
  • https://www.bvl.de/blog/nachhaltigkeit-in-der-logistik-wege-zu-einer-gruneren-und-effizienteren-zukunft/