Diskussions­bei­träge
Fach­be­reich Tech­nik
HFH · Ham­burger Fern-Hoch­schule,
ISSN: 2629-5482

Unterstützung der Entschei­dung für ein Eco­lo­gical Securi­ties (EcoSecs)-Port­folio durch auto­mati­sierte Abbil­dung von Wirkungs- und Kosten­größen mittels HTML5

Ein Proto­typ als Anwen­dungs­bei­spiel zu
Stra­te­gi­scher Mensch-Maschine-Part­ner­schaft

Autorenschaft

Prof. Dr. rer. pol. Ronald Deckert

Professor am Fach­bereich Technik der Ham­burger Fern-Hoch­schule,
Stu­dien­gangs­leiter Wirt­schafts­in­ge­nieur­wesen am Fach­bereich Technik der Ham­bur­ger Fern-Hoch­schule

Dr. habil. Thorsten Permien

Referats­leiter Öko­system­leis­tungen und Bil­dung für Nach­hal­tige Ent­wick­lung im Minis­te­rium für Land­wirt­schaft und Um­welt Meck­len­burg-Vor­pom­mern

Othmane Kettani (M. Sc.)

Wissen­schaft­licher Mit­ar­bei­ter am Fach­bereich Technik der Ham­burger Fern-Hoch­schule

Nr. 3/2018 | 06. August 2018

Zu­sammen­fassung

Große gesell­schaft­liche Heraus­for­de­rungen stellen han­deln­de Ak­teure vor kom­plexe Auf­gaben und Ent­schei­dungen. Eco­logi­cal Securi­ties (EcoSecs) stel­len ein Instru­ment zur Reduk­tion von Kom­plexi­tät für Ak­teure dar, die fi­nan­zielle Mittel für die Be­kämp­fung des Klima­wan­dels und zur Unter­stüt­zung wei­te­rer Öko­system­leis­tungen be­reit­stellen und die Koor­di­na­tions­leis­tung für den ziel­ge­rich­te­ten Ein­satz dieser Mittel in defi­nier­ten Fel­dern anderen hierauf spe­zia­li­sier­ten Akteu­ren über­lassen möch­ten. Der vor­lie­gen­de Dis­kus­sions­bei­trag zeigt am Bei­spiel eines Eco­logi­cal-Securi­ties-Port­folios von drei sei­tens des Minis­te­riums für Land­wirt­schaft und Umwelt in Meck­len­burg-Vor­pom­mern ent­wickel­ten Klima­schutz-In­stru­men­ten proto­typisch auf, wie Auto­ma­ti­sie­rung und Inter­aktion mittels HTML5 be­reits bei weni­gen Ein­gangs-, Kosten- und Wir­kungs­größen Unter­stüt­zung für die Ent­schei­dungs­fin­dung zur Ver­tei­lung von fi­nan­ziel­len Mit­teln im Eco­logi­cal-Securi­ties-Port­folio leis­ten kann. Der mit dem Bei­trag vor­ge­stell­te Proto­typ findet sich hier:

https://digitale-skripte.hfh-fernstudium.de/diskussionsbeitraege/html/T-18-03/APP/

Dieser Prototyp ist ein Schritt in Rich­tung an­wen­dungs­inte­grier­ter und für eine nach­hal­tige Ent­wick­lung förder­licher For­schung zu stra­te­gi­scher Mensch-Maschine-Part­ner­schaft.

1. Aus­gangs­situa­tion und Ziel­setzung

Zur Bewälti­gung gro­ßer ge­sell­schaft­licher Heraus­for­de­rungen bei­spiels­weise ver­bun­den mit dem Klima­wandel und Arten­viel­falt sind wirk­same Bei­träge vie­ler Ak­teure in Ge­sell­schaft und Wirt­schaft und ins­be­son­dere sei­tens der Wis­sen­schaft (IPCC 2014) (Wissen­schafts­rat 2015) er­for­der­lich. Die Ak­teure stehen vor der Heraus­for­de­rung (ziel­füh­rend koor­di­nier­te) Akti­vi­täten zur Lösung kom­plexer Pro­bleme zu ent­falten. Unsere Welt, in der diese Pro­bleme be­stehen, kann bei­spiels­weise durch das Akronym „VUCA (vola­tility, uncer­tainty, comple­xity, ambi­guity)“ (Scharmer 2018, o. S.) ge­kenn­zeich­net werden.

Vor diesem Hinter­grund ent­ste­hen In­stru­men­te wie die dem vor­lie­gen­den Dis­kus­sions­bei­trag als Bei­spiele zu Grunde lie­gen­den Eco­logi­cal Securi­ties (EcoSecs). Diese er­mög­li­chen eine Be­tei­li­gung an der Pro­blem­lö­sung durch Be­reit­stellung fi­nan­ziel­ler Mit­tel zur Er­rei­chung u. a. klima­wan­del­re­le­van­ter Wir­kun­gen und zwar ohne, dass die Mittel­geber eine Koor­di­na­tions­leis­tung für den ziel­ge­rich­teten Ein­satz der be­reit­ge­stell­ten fi­nan­ziel­len Mit­tel er­brin­gen müs­sen. Gleich­wohl hier­durch für ei­ni­ge Ak­teure (die Mittel­geber) die Kom­ple­xi­tät re­du­ziert (und durch auf Koor­di­na­tion spe­zia­li­sierte Ak­teure über­nommen) wird, stehen po­ten­ziel­le Mittel­geber vor Ent­schei­dungen zur Ver­tei­lung fi­nan­ziel­ler Mit­tel bei einer Viel­falt mög­li­cher Maß­nah­men und In­stru­men­te in­klu­sive der Ent­schei­dung für eine be­stimm­te Kom­bi­na­tion von Eco­logi­cal Securi­ties in einem Eco­logi­cal-Securi­ties-Port­folio. Ziel­set­zung des vor­lie­gen­den Dis­kus­sions­bei­trages ist es, für ein ein­faches Bei­spiel an drei sei­tens des Minis­teriums für Land­wirt­schaft und Um­welt in Meck­len­burg-Vor­pom­mern ent­wickel­ten Klima­schutz-In­stru­men­ten an­schau­lich proto­typisch auf­zu­zeigen, wie Auto­ma­ti­sie­rung und Inter­aktion mit­tels HTML5 bereits bei wenigen Input­größen und weni­gen – hier­mit linear ver­bun­de­nen – Kosten- und Wir­kungs­größen Unter­stüt­zung für die Ent­schei­dungs­fin­dung zur Ver­tei­lung fi­nan­ziel­ler Mit­tel in einem Eco­logi­cal-Securi­ties-Port­folio leis­ten kann.

Diese Themen­stel­lung ordnet sich nicht nur in Koor­di­na­tions­pro­zesse zwi­schen Ak­teuren als Themen­feld ein, son­dern adres­siert die Schnitt­stelle von Mensch und Maschine, wobei im hier ge­wähl­ten Bei­spiel – die An­schau­lich­keit unter­stüt­zend – ein­fache mathe­ma­ti­sche Zu­sam­men­hänge zu Grunde liegen. Es wer­den maschi­nell die­je­ni­gen kogni­tiven Pro­zesse unter­stützt, die Trans­pa­renz über die ein­zu­set­zen­den fi­nan­ziel­len Mit­tel und die voraus­sicht­lich zu er­zie­len­den Wir­kun­gen schaffen. Zur Ziel­set­zung gehört es, diese Trans­pa­renz un­mittel­bar und auf einen Blick zur Ver­fü­gung zu stellen. Vor die­sem Hinter­grund er­scheint loh­nend sich vor Augen zu führen, dass künst­liche In­tel­li­genz ins­ge­samt eher in einigen kog­ni­tiv aber nicht in emo­tio­nal oder sozial ge­präg­ten Be­rei­chen mensch­licher In­tel­li­genz über­legen ist (Wahlster 2017). Mit der Aus­ge­stal­tung und Nut­zung des nach­fol­gend vor­ge­stell­ten Proto­typs im Nach­hal­tig­keits­kon­text er­folgt sei­tens des Men­schen ein sinn­ge­ben­der Bei­trag, was als prä­gend für eine stra­te­gi­sche Mensch-Maschine-Part­ner­schaft (Daven­port 2016) gel­ten kann.

2. EcoSecs – Wald­aktie, Moor­Futures und Streu­obst­genuss­schein

Im vorlie­gen­den Bei­trag wer­den die fol­gen­den drei so­ge­nann­ten Eco­logi­cal Securi­ties (kurz: EcoSecs) be­trach­tet, deren Be­zeich­nun­gen der Bör­sen­sprache ent­lehnt wurden (Permien 2017):

• Walda­ktie   (http://www.waldaktie.de/),
• Moor­Futures   (http://www.moorfutures.de/) und
• Streu­obst­genuss­schein   (http://www.streuobstgenussschein.de/).

Nach­fol­gend werden kurz die Hinter­gründe dieser drei In­stru­men­te er­läu­tert. Ver­bun­den mit der pro­to­typisch ge­präg­ten Ziel­set­zung des vor­lie­gen­den Bei­trages ist eine Dar­stel­lung der ge­nauen Er­mitt­lung für die nach­fol­gend ge­nann­ten Werte sowie der zu Grunde lie­gen­den Be­rech­nun­gen hier nicht Gegen­stand. Für jedes der drei In­stru­men­te er­folg­te eine Fo­kus­sie­rung auf die wich­tigs­ten Wir­kun­gen.

Waldaktie

Haupt­ini­tia­toren der bis heute mehr­fach aus­ge­zeich­ne­ten Wald­aktie, die im Jahre 2007 ihren Ur­sprung fin­det, sind der Tou­ris­mus­ver­band Meck­len­burg-Vor­pom­mern e.V., das Minis­terium für Land­wirt­schaft und Um­welt Meck­len­burg-Vor­pom­mern sowie die Lan­des­forst Meck­len­burg-Vor­pom­mern (Permien 2010). Die Wald­aktie wurde ur­sprüng­lich kon­zi­piert als Kom­pen­sa­tions­mög­lich­keit der mit einem Ur­laub in Meck­len­burg-Vor­pom­mern ver­bun­de­nen Treib­haus­gas­emis­sio­nen. Hier­zu war es zu­nächst not­wen­dig, den „Treib­haus­gas­fuß­ab­druck“ eines Ur­lau­bes in Meck­len­burg-Vor­pom­mern zu be­rech­nen. Der Ein­fach­heit hal­ber wur­den nur Tou­ris­ten aus Deutsch­land be­rück­sich­tigt, was etwa 90 % der Gesamt­gäste­zahl um­fasst. Die ge­sam­te durch einen Tou­ris­ten wäh­rend sei­nes Ur­lau­bes frei­ge­setz­te Koh­len­di­oxid­menge $ M_{\text{CO}_2,\text{Ges}} $ setzt sich wie folgt zu­sammen:

$ M_{\text{CO}_2,\text{Ges}} = M_{\text{CO}_2,\text{All}} + M_{\text{CO}_2,\text{Ak}} + M_{\text{CO}_2,\text{T}} $

Als Stan­dard wurde eine vier­köp­fige Fami­lie ge­wählt, die einen ein­wö­chi­gen Ur­laub in Meck­len­burg-Vor­pom­mern ver­bringt (An­reise im eige­nen Auto). Ein sol­cher Ur­laub setzt etwa 400 kg Koh­len­di­oxid frei. Diese Menge wird nähe­rungs­weise durch die Auf­fors­tung von etwa 5 m² Fläche ge­bun­den. Die Kos­ten für diese Auf­fors­tung be­tra­gen etwa 10 Euro. Für diesen Preis werden Wald­aktien ange­boten (Permien 2010).

MoorFutures

Als zwei­tes öko­lo­gi­sches Wert­pa­pier wurden 2011 die Moor­Futures aus­ge­geben (Permien und Zie­barth 2012). Trocken­ge­leg­te Moore emit­tie­ren große Men­gen Koh­len­di­oxid und bil­den in Meck­len­burg-Vor­pom­mern laut Moor­schutz­kon­zept des Minis­te­riums für Land­wirt­schaft und Um­welt in Meck­len­burg-Vor­pom­mern (2009) die größte Treib­haus­gas­einzel­quelle. Die mit der Moor­wieder­ver­nässung ein­her­ge­hen­den Emis­sions­min­de­run­gen kön­nen zer­ti­fi­ziert und auf dem frei­wil­ligen Koh­len­stoff­markt ver­kauft werden.

Die Emis­sions­min­de­rung $EM$ kann gemäß fol­gen­der Glei­chung ab­ge­schätzt werden:

$ EM = \left[ \, \vphantom{\frac{X^X}{X_X}} (E_{\text{ist}} - E_{\text{prog}}) \cdot T - E_{\text{mp}} \cdot T_{\text{mp}} \, \right] \, \cdot A $

Für den welt­weit ersten Moor­Futures-Stand­ort Polder Kieve (LK Meck­len­bur­gi­sche Seen­platte) wurde bei einer Lauf­zeit von 50 Jahren eine Emis­sions­min­de­rung von 14.325 Tonnen Kohlen­di­oxid­äqui­va­len­ten be­rech­net (Permien und Zie­barth 2012). Die Um­set­zungs­kos­ten des Pro­jek­tes (Pla­nung, Ge­neh­mi­gung, Bau­kosten, Moni­to­ring usw.) lagen bei 500.000 €. Unter Be­rück­sich­ti­gung eines Sicher­heits­puffers liegt der Preis eines Moor­Futures (d. h. der Emis­sions­min­de­rung um eine Tonne Kohlen­di­oxid) bei 35 € (Permien und Zie­barth 2012).

Streu­obst­genuss­schein

Mit dem Streu­obst­genuss­schein wurde 2015 ein drit­tes Wert­papier emit­tiert. Im Unter­schied zur Wald­aktie und zu den Moor­Futures steht bei dem Streu­obst­genuss­schein nicht der Klima­schutz son­dern die Arten­viel­falt im Vor­der­grund. Streu­obst­wie­sen sind die arten­reichs­ten Bio­tope Mit­tel­euro­pas. Der Kauf eines Streu­obst­genuss­scheins im Wert von 10 € er­mög­licht die Fi­nan­zie­rung eines Pflege­schnitts für einen Baum. 10 Streu­obst­genuss­scheine (= 100 €) er­mög­li­chen die fach­ge­rechte Pflan­zung eines Obst­baumes (Permien und Gisbier 2016).

Der Er­halt der Arten­viel­falt ist ein im ge­sell­schaft­li­chen Kon­sens ver­ein­bar­tes und wis­sen­schaft­lich unter­leg­tes Ziel. Nur in­tak­te Bio­tope mit einer ent­spre­chen­den Arten­viel­falt sind in der Lage, not­wen­di­ge Öko­system­leis­tun­gen zu er­brin­gen. Un­ter öko­no­mi­schen Ge­sichts­punk­ten be­trach­tet ist aber fest­zu­stel­len, dass eine Streu­obst­wiese we­ni­ger Er­trä­ge bringt als eine Obst­plan­tage. Der Be­trei­ber einer Streu­obst­wiese hat somit im Ver­gleich zum Plan­ta­gen­be­trei­ber fi­nan­ziel­le Ein­bußen ob­wohl sein Be­trieb er­heb­lich zur Er­rei­chung der Ziele im Be­reich der Arten­viel­falt bei­trägt (Permien und Gisbier 2016). Die Ein­nah­men aus dem Ver­kauf des Streu­obst­genuss­scheins sol­len dazu bei­tra­gen, diese Ver­luste aus­zu­gleichen.

3. Mathema­ti­sche Be­zie­hungen im Port­folio

Es wird hier von einem Mittel­geber als Ak­teur aus­ge­gangen. Die­ser soll in seiner Ent­schei­dung für ein be­stimm­tes Eco­lo­gi­cal-Securi­ties-Port­folio und dabei für die An­zahlen

• $WA$ an Wald­aktien,
• $MF$ an Moor­Futures und
• $SO$ an Streu­obst­genuss­scheinen

unter­stützt wer­den und zwar durch Trans­pa­renz über die – auf Basis von Wer­ten für diese drei Ein­gangs­größen – er­zeug­ten Werte für

• die Gesamt­kosten des Port­folios $GKOP$ in €

und die die­sen Kosten gegen­über­ste­hen­den

• Wirkungen des Port­folios $WP_1$ bis $WP_N$,

wobei hier von zwei Wir­kungen

• $WP_1$ = kompen­sier­te CO_2eq.-Emis­sio­nen in Tonnen (t) und
• $WP_2$ = Anzahl neue Obst­bäume

aus­ge­gan­gen wird. Die Gesamt­kos­ten des Port­folios $GKOP$ er­ge­ben sich wie folgt:

$GKOP = WA \cdot KO_{WA} + MF \cdot KO_{MF} + SO \cdot KO_{SO}$

• $KO_{WA}$ = 10 € (Kosten einer Wald­aktie),
• $KO_{MF}$ = 35 € (Kosten eines Moor­Futures) und
• $KO_{SO}$ = 10 € (Kosten eines Streu­obst­genuss­scheins).

Die Wirkun­gen werden auf Basis der Aus­füh­run­gen in Ab­schnitt 2 hier wie folgt an­ge­nommen

$ \begin{pmatrix} WP_1 \\ WP_2 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0,4 \, \text{t} & 1 \, \text{t} & 0 \\ 0 & 0 & 0,1 \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} WA \\ MF \\ SO \end{pmatrix} \; , $

womit eine Wald­aktie 400 kg = 0,4 t CO_2eq.-Emis­sion und ein Moor­Future 1.000 kg = 1 t CO_2eq.-Emis­sion kom­pen­siert und zehn Streu­obst­genuss­scheine zu einem neu ge­pflanz­ten Obst­baum führen. Es han­delt sich hier­bei um eine Aus­wahl an Wir­kun­gen des be­trach­te­ten Eco­lo­gi­cal-Securi­ties-Port­folios.

4. Proto­typ zur Ent­schei­dungs­unter­stüt­zung mittels HTML5

Unter fol­gen­dem Link findet sich der Proto­typ zum Eco­lo­gi­cal-Securi­ties-Port­folio:

https://digitale-skripte.hfh-fernstudium.de/diskussionsbeitraege/html/T-18-03/APP/

Mit Ein­stel­lung der An­zahl an Wald­aktien $WA$ und der An­zahl an Moor­Futures $MF$ je­weils zwi­schen 0 und 1.000 Stück in Fünfer­schrit­ten sowie der An­zahl an Streu­obst­genuss­schei­nen $SO$ zwi­schen 0 und 100 Stück in Zehner­schrit­ten wer­den die Wir­kun­gen $WP_1$ (kom­pen­sier­te CO_2eq.-Emis­sion), $WP_2$ (An­zahl neue Obst­bäume) und die Ge­samt­kosten des Port­folios $GKOP$ ge­mäß der in Ab­schnitt 3 be­schrie­be­nen For­meln auto­ma­ti­siert be­rech­net und aus­ge­geben. Die mit diesem Proto­typen ver­deut­lich­te HTML5-Funk­tio­na­li­tät kann für diese oder wei­tere Pro­blem­stel­lun­gen auf mehr als die hier auf­ge­zeig­ten Ein­gangs-, Kosten- und Wir­kungs­größen sowie auf nicht-line­are Zu­sam­men­hänge aus­ge­dehnt werden.

5. Fazit und Aus­blick

Der vorge­stell­te Proto­typ zeigt – zusam­men mit wei­te­ren in HTML5 rea­li­sier­ten Funk­tio­na­li­täten an der HFH · Ham­bur­ger Fern-Hoch­schule wie die­je­ni­gen in der Sta­tis­tik-APP (Mittag 2017a, 2017b) unter https://www.hfh-fernstudium.de/statistik-app/ – Ansätze zur Unter­stüt­zung von Ent­schei­dungs- und Lern­pro­zes­sen durch Auto­ma­ti­sie­rung und Inter­aktion auf. Vor dem Hinter­grund, dass nach Siemens (2005) – min­des­tens ge­wisse – Ent­schei­dungs­pro­zesse als Lern­pro­zesse gel­ten kön­nen, sind Ent­schei­dungs­pro­zesse und Lern­pro­zesse als An­wen­dungs­fel­der für zu­künf­ti­ge Wei­ter­ent­wick­lun­gen des vor­ge­stell­ten Pro­to­typen an­zu­sehen. Mit dem Pro­to­typen finden sich aus­ge­wählte As­pek­te der Digi­ta­li­sie­rung mit aus­ge­wähl­ten As­pek­ten einer nach­hal­ti­gen Ent­wick­lung – als Hand­lungs­felder mit viel­fäl­ti­gen Ver­bin­dun­gen (Nach­hal­tig­keits­rat 2017) (WBGU 2018) – ver­knüpft. Be­reits dieser Pro­to­typ ver­deut­licht im An­satz Sinn­gebung min­des­tens be­züg­lich (1) kog­ni­ti­ver Unter­stüt­zung des Men­schen all­ge­mein und (2) Unter­stüt­zung bei für eine nach­hal­tige Ent­wick­lung för­der­li­chen Ent­schei­dun­gen vor dem Hin­ter­grund kom­ple­xer Wir­kungs­ge­füge. In­so­weit für eine stra­te­gi­sche Mensch-Maschine-Part­ner­schaft Sinn­gebung (Davenport 2016) oder auch „Denken aus einer Adler­per­spek­ti­ve heraus“ (Deckert & Günther 2018) als prä­gend gel­ten kann, bie­tet die Wei­ter­ent­wick­lung des Pro­to­typen und eine Er­kun­dung von Nut­zungs­mög­lich­kei­ten auch für kom­ple­xere Pro­blem­stel­lun­gen das Poten­zial über die Aus­ge­stal­tung von stra­te­gi­schen Mensch-Maschine-Part­ner­schaf­ten zu ler­nen und hier­zu Wissen auf­zu­bauen. Wer­den hier­für an­wen­dungs­orien­tier­te Pro­blem­stel­lun­gen zu Grunde ge­legt, kann dies auch ein Weg zu an­wen­dungs­in­te­grier­ter und eine nach­hal­ti­ge Ent­wick­lung för­der­li­cher For­schung dar­stellen. In An­wen­dun­gen wie vor­lie­gend und wei­te­ren Ent­wick­lun­gen hier­zu liegt ins­ge­samt auch das Po­ten­zial, dass der Mensch je nach seinen in­di­vi­du­el­len Fä­hig­kei­ten und In­ter­es­sen an kog­ni­ti­ver Fle­xi­bi­li­tät ge­winnt und zwar be­züg­lich einer mehr oder weniger in­ten­si­ven Nut­zung (bis hin zur Nicht-Nut­zung) au­to­ma­ti­sier­ter Funk­tio­na­li­tä­ten auf dem Weg der Ent­schei­dungs­fin­dung. Setzt man solche Funk­tio­na­li­tä­ten als Lehr-/Lern­mittel ein, wird zu dis­ku­tie­ren sein, wie sich diese kog­ni­ti­ve Fle­xi­bi­li­tät im Ver­hält­nis zu den Big Five der Fle­xi­bi­li­tät im (Fern-)Stu­dium (Deckert, Gün­ther & Metz 2018) ein­ord­net und ob diese sich der me­tho­di­schen Fle­xi­bi­li­tät zu­ord­nen lässt oder ob zu­künf­tig – vor dem Hin­ter­grund von stra­te­gi­scher Mensch-Maschine-Part­ner­schaft – von den Big Six der Fle­xi­bi­li­tät im (Fern-)Stu­dium aus­ge­gan­gen wer­den sollte.