Die Infrastruktur der Zukunft

Künstliche Intelligenz, autonomes Fahren, neue Formen des Miteinanders: Die Infrastruktur der Zukunft geht über Glasfaser und 5G weit hinaus und bringt viel Neues für Gesellschaft und Wirtschaft.

Neues Jahrzehnt, neue Herausforderungen: Das Handelsblatt Research Institute zeigt mit der Studie „Masterplan 2030 – Infrastruktur der Zukunft“, was die deutsche Infrastruktur noch vor sich hat, um zum Ende der neuen 20er-Jahre noch bedarfsgerecht und vor allem zukunftsfähig zu sein. Denn aktuell gibt sie ein zwiespältiges Bild ab: Das Verkehrsnetz ist gut ausgebaut – aber sanierungsbedürftig, bei steigendem Verkehrsaufkommen. Bis 2018 ging die Trendkurve für Staus laut ADAC nach oben, jeder vierte Zug im Fernverkehr kommt laut Deutsche Bahn verspätet an. Der digitale Status quo präsentiert sich ähnlich: Die Hardware rund um Internetknoten und Rechenzentren ist modern, doch bei der Breitbandversorgung und der flächendeckenden Mobilfunkversorgung sieht die Studie noch Verbesserungsbedarf. Der Tenor: Eine konsequente Digitalisierung nützt Wirtschaft und Gesellschaft, wenn der Gesetzgeber mitzieht. Sie bringt höhere Effizienz, grünere Produktion, schließt soziale Lücken und gleicht Standortnachteile aus.

Selbstfahrende Fahrzeuge: autonom auf der Überholspur

Im Straßenverkehr trifft analoge auf digitale Infrastruktur. Aus Sicht der Wirtschaft gibt es viel zu gewinnen: Gerade autonomes Fahren kann helfen, Straßen besser mit (Nutz-)Verkehr auszulasten. Die dafür nötigen Fortschritte bei Künstlicher Intelligenz, 5G- sowie Breitbandausbau und Maschine-zu-Maschine-Kommunikation (M2M) sind mittelfristig realisierbar. Eine erste praxisnahe Ausprägung könnte das sogenannte Platooning (vom englischen Begriff „platoon“ für Zug) sein. Dabei führt ein menschengesteuerter Leit-Lkw andere autonome Lkw in einer Staffel an; diese fahren durch engen M2M-Austausch per 5G-Funk dicht dahinter. Das erleichtert der Künstlichen Intelligenz die Navigation – und spart durch Windschatten je nach Messung bis zu 16 Prozent Kraftstoff. Zudem steigt die Kapazität der Straße stark. So können Just-in-time-Warenketten den Bedarf an Lagerplätzen sowie Liefer- und Pufferzeiten senken. Allein im Straßenverkehr könnte man so zwischen acht und 15 Milliarden Euro jährlich sparen. Auch im Schienenverkehr ließen sich durch smarte Signale und autonome Triebwagen einer Machbarkeitsstudie von McKinsey zufolge die Kapazitäten um bis zu 30 Prozent steigern.

Von einem smarteren Straßenverkehr profitiert zudem die individuelle Mobilität. Auch hier ist der Wandelsbringer das automatisierte Fahren. Für die Passagiere der Autos oder autonomer Taxis entsteht so beim Pendeln ein völlig neues Zeitfenster. Das Auto wird nach dem Zuhause und dem Arbeitsplatz zum „Third Place to be“ – egal, ob man die Zeit produktiv oder als Freizeit nutzt. Zusätzlich lasten autonome Autos durch die konsistentere Fahrweise Straßen effizienter aus und bringen große Vorteile in puncto Sicherheit: sei es durch perfekte Überholvorgänge, kurze Reaktionszeiten oder beim Abbiegen ohne tote Winkel.

Innenstädte werden autoärmer und könnten langfristig sogar ohne eigene Parkflächen geplant werden. Nach getaner Fahrt verlassen die autonomen Wagen die Innenstädte und suchen sich neue Passagiere oder einen Parkplatz außerhalb. Das Ziel: weniger unbenutzte Autos und freiere Straßen. So wird die Mobilität im nächsten Jahrzehnt effizienter, entspannter – und vor allem grüner. Denn dadurch lassen sich bis zu 30 Prozent Kraftstoff sparen. Darüber hinaus sinken durch eine höhere Frequenz in der Nutzung einzelner Fahrzeuge auch die Fixkosten pro Kilometer.

Mobilfunk und Breitband bleiben Herausforderungen

Das Zukunftskonzept liefert insbesondere für die Mobilfunk- und Festnetzinfrastruktur einige Ansatzpunkte. Das betrifft den neuen Mobilfunkstandard 5G als Kerntechnologie des Internets der Dinge (IoT) und M2M-Kommunikation, beginnt aber schon bei 4G und Breitbandanschlüssen, etwa per Glasfaser. DSL und LTE sind für über 90 Prozent der Haushalte verfügbar, Kabelinternet gibt es für etwa 70 Prozent. Der Vorschlag der Studie: Netzbetreiber sollten die letzten weißen Flecken auf der Landkarte mit dem etablierten Netz auffüllen. Nach Aussage von Nick Kriegeskotte, Leiter Infrastruktur und Regulierung des Branchenverbands Bitkom, gilt es für den Bund, zugleich auch Hauptverkehrsadern und Ballungsräume mit 5G zu versorgen, um so früh wie möglich eine Basis für neue Anwendungen und Geschäftsmodelle zu schaffen und dadurch bei der Entwicklung neuer Technologien nicht mehr von Ländern wie Südkorea und China abhängig zu sein.

Besonders die Industrie profitiert von einer besseren Anbindung: 75 Prozent der industriellen Arbeitsplätze befinden sich bei uns in ländlichen Regionen. Schon normale Breitbandanschlüsse gehören hier nicht unbedingt zum Standard, aber insbesondere Industrie-4.0- Anwendungen sind standortabhängig künftig auf die 5G-Technologie angewiesen. Auch klassische Bürotätigkeiten profitieren nachhaltig von einer besseren Anbindung. Präsenz und Produktivität bedingen einander in der Gigabitgesellschaft nicht mehr direkt. Homeoffice wird wichtiger: Einfach am Laptop per VPN ins Firmennetzwerk, Meetings im Videochat abhalten und auch internetbasierte Telefonie sollte kein Problem sein.

Auch das Gesundheitswesen profitiert signifikant von der neuen Infrastruktur. Nur mit guter Netzanbindung kann die Telemedizin allen Patienten effektiv zugutekommen. So wird die Diagnose einerseits bequemer und umweltfreundlicher (Doctor to Patient). Auf der anderen Seite erhöht sich durch einen besseren Daten- und Wissensaustausch für Ärzte (Doctor to Doctor) auch die Sicherheit. Zudem spielt Zeit in der Notfallmedizin eine entscheidende Rolle – Telemedizin kann hier in Engpässen stark entlasten.

Und was bringt die bessere Netzanbindung mittels neuer Technologien der Gesellschaft nun konkret? Anwendungen, die schnelles Internet und hohe Bandbreiten benötigen – etwa Videostreaming, VR oder Gaming –, sind nur der Anfang. Schließt man die letzten Lücken, sind ländliche Gebiete nicht mehr von Ballungszentren abgehängt.
Die digitale Ungleichheit sinkt, die Gesellschaft wächst zusammen. Gesellschaftliche Teilhabe findet zunehmend online statt, der öffentliche Online-Diskurs darf kein Privileg sein. Das umfasst auch die Teilnahme an der Politik. Mittels E-Partizipation können sich Bürger per Smartphone nicht mehr nur punktuell, sondern flächendeckend und unmittelbar im gesamten politischen Betrieb Gehör verschaffen. Zudem wird der Gang zum Amt seltener und schneller. Das spart Bürgern und Behörden bei jedem Vorgang zwischen 30 Minuten und zwei Stunden.

Umfassende Digitalisierung bleibt ein großes Projekt

Die Wirtschaft zieht aus einer konsequenten Digitalisierung ähnliche Vorteile. Das Plus an Information aus Big Data verkürzt künftig Produktlebenszyklen. Anbieter können schneller auf die Anforderungen des Markts reagieren und aus der Infrastruktur an sich neue Produktideen schöpfen. Durch Plattformökonomien, „Anything as a Service“ und neue Monetarisierungsmodelle sowie Zusatzleistungen nach Bedarf steigen Reichweite und Zahlungsströme. Big Data, smarte Fabriken und IoT erhöhen die Effizienz, ermöglichen genauere Prognosen und flexiblere Prozesse. Folglich könnten Unternehmen laut Studie insgesamt bereits vier Prozent effizienter wirtschaften und zwischen drei und 26 Prozent produktiver werden. Ausfallzeiten ließen sich dadurch laut „Masterplan 2030 – Infrastruktur der Zukunft“ um die Hälfte, ungeplante Stillstände gar bis zu 70 Prozent reduzieren. Und das bereits bei kurzfristigen Prognosen, mit deutlichen Steigerungen für das Bruttowertschöpfungspotenzial: Verschiedene Studien halten schon bis 2025 eine Größenordnung zwischen 20 Milliarden und mehreren Hundert Milliarden Euro für möglich.

Die Folgen für die Gesellschaft sind signifikant: Die flexible Produktion immer kleinerer Stückzahlen ermöglicht den Konsumenten zunehmend individuellere Bestellungen. Qualität und Passgenauigkeit der Produkte erhöhen sich, Ausschuss und Reklamationen werden zur Ausnahme – und Markt wie auch Gesellschaft demnach deutlich umweltfreundlicher. Unliebsame Routineaufgaben, etwa in Kundenservice oder Produktion, lassen sich künftig automatisieren, ohne dass zwingend Arbeitsplätze wegfallen. Denn auf der anderen Seite entsteht aufgrund dessen in den Personalbudgets neuer Raum für individuellere und effizientere Weiterbildung sowie Entfaltung, aber auch bisher nicht existente Rollen und Berufsbeschreibungen kommen dazu.

Chancen für Land, Wirtschaft und Gesellschaft

Die Infrastruktur der Zukunft bringt viele Wachstums-, Investitions- und Innovationseffekte mit sich, insbesondere wenn ein Land eine Pionierrolle einnimmt und zum Leitmarkt wird. Die Rolle des technologischen „First Movers“ erlaubt es dem Staat, Standards zu setzen, Geschäftsmodelle zu prägen und Unternehmen wichtige Impulse zu liefern. Ob selbstfahrende Autos, die smarte Stadt oder ein besseres Netz in ländlichen Gebieten und unterwegs: Man darf gespannt sein, wohin sich die 2020er entwickeln werden!