REEB – Rebound-Effekte veränderter Einkaufs- und Berufspendlergepflogenheiten

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/502428
• Projekttitel Englisch: REEB – Rebound Effects of Changing Shopping and Commute Patterns

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Aufgrund der ermöglichten Effizienzgewinne und ihres Entmaterialisierungspotentials, ist die Digitalisierung ein vielversprechender Hebel in der Bekämpfung des gesellschaftsweiten Energie- und Ressourcenverbrauchs. Es wird jedoch auch immer klarer, dass gerade solche Einsparungen oft auch indirekte Auswirkungen nach sich ziehen, die die ursprünglich positiven Effekte verringern oder gar ins Negative umkehren können. In der VWL sind diese unerwünschten Gegeneffekte als Rebound-Effekte bekannt. Die vorliegende Studie erforscht die Rebound-Effekte zweier aktueller auf Digitalisierung beruhenden Entwicklungen: Online-Shopping und Telearbeit. Beide Trends wurden durch die jüngsten Massnahmen zur Pandemiebekämpfung verstärkt, könnten sie jedoch überdauern. Die Studie wird die verschiedenen Mechanismen der Rebound-Effekte qualitativ aufzeigen, Quantifizierungen liefern, wo dies möglich ist, sowie mögliche politische Massnahmen zur Bekämpfung der Rebound-Effekte vorschlagen.

Kurzbeschreibung (Englisch)

Due to the associated efficiency gains and its dematerialisation potential, digitalisation is a promis-ing lever in the fight against society-wide energy and resource consumption. Increasing evidence, however, shows that the very mechanisms yielding energy or resource conservation, often induce indirect effects as well, which can reduce or even reverse the initial positive impact. In economics, these unwanted countereffects are known under the umbrella term of rebound effects. The current study sheds light on the rebound effects of two ongoing societal trends, enabled by digitalisation: online shopping and telecommute. Both have been intensified by the recent anti-pandemic measures, but are likely to outlast them. The study will qualitatively identify the different mechanisms of rebound effects, provide quantifications where possible, and address possible policy measures to combat rebound effects.

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Die Digitalisierung spart in vielen Lebensbereichen teilweise erhebliche Mengen Energie. Gleichzeitig führt sie an anderer Stelle zu Mehrverbräuchen, genannt Rebound-Effekt. Eine neue Studie hat diese Rebound-basierten Mehrverbräuche für die Bereiche Homeoffice und Onlineshopping beschrieben und quantifiziert. Sie liefert damit Anknüpfungspunkte für gezielte Effizienzmassnahmen – z.B. mittels Smart-Home-Anwendungen.

Zugehörige Dokumente

• Fachartikel_B. Vogel [PDF] 1'928 kB

Publikationen / Ergebnisse (Französisch)

La numérisation permet d’économiser des quantités d’énergie parfois considérables dans de nombreux domaines de la vie. Parallèlement, elle entraîne un surcroît de consommation ailleurs, l’effet dit de rebond. Une nouvelle étude a décrit et quantifié ces surcroîts de consommation basés sur le rebond dans les domaines du télétravail et des achats en ligne. Elle fournit ainsi des points de départ pour des mesures d’efficacité ciblées, par ex. au moyen d’applications pour maisons intelligentes.

Zugehörige Dokumente

• Article spécialisé_B. Vogel [PDF] 1'939 kB

Schlussbericht (Deutsch)

Die fortschreitende Digitalisierung bringt bedeutende gesellschaftliche und wirtschaftliche Veränderungen mit sich, die in einigen Fällen die Art und Weise, wie wir leben und arbeiten, tiefgreifend verändern. Dieser Trend bringt auch verschiedene und potenziell weitreichende energetische und ökologische Auswirkungen mit sich. Der unmittelbare Energie- und Umweltfussabdruck der Digitalisierung beispielsweise gibt zunehmend Anlass zur Sorge, insbesondere im Zusammenhang mit den jüngsten Entwicklungen im Bereich der künstlichen Intelligenz (KI). Die Digitalisierung kann jedoch auch indirekte Vorteile in anderen Bereichen mit sich bringen, durch verschiedene Mechanismen wie z.B. Effizienzgewinne, Dematerialisierung, bessere Koordinierung oder Simulation und Vorhersage.

Leider häufen sich die Hinweise, dass genau diese Mechanismen oft auch umweltschädliche indirekte Auswirkungen mit sich bringen. Diese unerwünschten Nebeneffekte treten aufgrund der Preissenkungen, der Zeitersparnis oder des erhöhten Komforts auf, die durch die oben genannten positiven Entwicklungen hervorgerufen werden. Sie können den ursprünglichen positiven Effekt verringern oder sogar umkehren und werden in den Wirtschaftswissenschaften häufig unter dem Oberbegriff Rebound-Effekte beschrieben. Im Gegensatz zu ihrem direkten Fussabdruck und ihren positiven indirekten Effekten, haben die Rebound-Effekte der Digitalisierung bislang wenig Beachtung gefunden.

Die aktuelle Studie beleuchtet die Rebound-Effekte, die in zwei Bereichen auftreten, die in jüngster Zeit, insbesondere seit der Pandemie, stark von der Digitalisierung beeinflusst wurden: Einkaufen und Berufspendeln. Durch die Digitalisierung ermöglicht und durch die Pandemie beschleunigt, haben E-Commerce und Telearbeit die Art und Weise, wie wir einkaufen und arbeiten, erheblich verändert. Sowohl der elektronische Handel als auch die Telearbeit verringern die Notwendigkeit, persönlich zum Einkaufen und zur Arbeit zu gehen, und haben somit das Potenzial, den Energieverbrauch und die Emissionen von Treibhausgasen und Schadstoffen zu verringern.

Auf der Grundlage umfassender Literaturrecherchen in beiden Bereichen zeigt diese Studie jedoch, dass beide Bereiche auch durch starke Rebound-Effekte gekennzeichnet sind. Beim elektronischen Handel werden Rebound-Effekte durch die zusätzlich benötigten IKT-Systeme, die in der Regel zusätzlich verwendeten Verpackungen, die (in der Regel per Lieferwagen erfolgende) Zustellung auf der letzten Meile, fehlgeschlagene Lieferungen mit anschliessender erneuter Zustellung sowie die Rücksendungen ausgelöst, die beim Online-Einkauf eine wesentlich höhere Rate haben als beim traditionellen Einkauf im Geschäft. Bei der Telearbeit kommt es zu Rebound-Effekten aufgrund der zusätzlichen IKT, die zur Unterstützung des Prozesses benötigt werden, des zusätzlichen Energieverbrauchs im Haushalt, der häufigeren Fahrten ausserhalb des Arbeitsplatzes und des längeren Arbeitsweges, den die Telearbeiter an den Tagen, an denen sie doch zur Arbeit pendeln, auf sich nehmen.

Insgesamt sind beide Rebound-Effekte ähnlich gross und belaufen sich auf einige Kilogramm CO₂ pro Online-Einkaufsvorgang bzw. Telearbeitstag. Aggregiert man diese Effekte über die Dutzenden von Online-Einkaufsvorgängen und Telearbeitstagen pro Jahr, ergibt sich ein geschätzter Median von 111 kg CO2/Jahr Rebound-Effekte des E-Commerce pro durchschnittlichem Schweizer Haushalt und 91 kg CO2/Jahr Rebound-Effekte der Telearbeit pro Schweizer Einwohner, was – für die Schweiz –  1,02% bzw. 1,82% der Pro-Kopf-Treibhausgasemissionen entspricht.

In beiden Fällen führt die zusätzlich benötigte IKT-Infrastruktur nur zu einem marginalen Effekt. Abgesehen von der für die Telearbeit zusätzlich benötigten Haushaltsenergie sind die meisten anderen Arten von Rebound-Effekten sowohl beim elektronischen Handel als auch bei der Telearbeit auf den zusätzlich erzeugten Verkehr zurückzuführen. Die Substitution traditioneller Verkehrsmittel durch umweltfreundliche Alternativen trägt also in beiden Fällen zur Abschwächung der Rebound-Effekte bei. Solche Substitutionen können aus der allgemeinen Verkehrsinfrastruktur und -kultur, der öffentlichen Politik, der Unternehmenspolitik sowie individuellen Entscheidungen resultieren.

Von den beiden Bereichen scheint der Rebound der Telearbeit höher zu sein, aber gleichzeitig auch klarer definiert und in seinem Umfang begrenzt, so dass er relativ leicht zu verstehen und – soweit möglich – abzumildern ist. Für den elektronischen Handel gibt es jedoch noch weitere, recht subtile, schwer zu erfassende und zu kontrollierende Ursachen für den Rebound: die konsumfördernde Wirkung der erhöhten Bequemlichkeit und der neuen Marketingkanäle, die interkontinentalen, oft flugzeuggestützten Lieferungen und Rücksendungen, die durch die neuen Vertriebsplattformen ermöglicht werden, und die hohe Zerstörungsrate der zurückgesandten Artikel, die sich sowohl aus der hohen Rücksendequote des elektronischen Handels als auch aus der Unverkäuflichkeit schnell veralteter Waren wie Fast Fashion und Elektronik ergibt. Es besteht Forschungsbedarf, um diese Auswirkungen besser zu verstehen und politische Massnahmen zu ihrer Abschwächung zu entwerfen sowie um die indirekten Auswirkungen der Digitalisierung konzeptionell besser zu beschreiben.

Schlussbericht (Englisch)

The ongoing digitalisation brings about significant societal and economic changes, in some instances profoundly changing the ways we live and work. This trend also induces various and potentially far-reaching energetic and environmental effects. The direct energy and environmental footprint of digitalisation, for example, is a growing source of concern, in particular in the context of the latest developments within artificial intelligence (AI). Digitalisation can, however, also induce indirect benefits in other domains through various mechanisms such as efficiency gains, dematerialisation, better coordination, or simulation and forecasting.

Unfortunately, increasing evidence shows that these very mechanisms, often induce environmentally detrimental indirect effects as well. These undesired side-effects appear because of the decreased prices, saved time, or increased convenience brought about by the positive developments mentioned above. They can reduce or even reverse the initial positive effect, and are often described in economics under the umbrella term of rebound effects. Unlike its direct footprint and its positive indirect effects, the rebound effects of digitalisation have received little attention so far.

The current study sheds light on the rebound effects that occur in two domains that have recently been profoundly affected by digitalisation, especially since the pandemics: shopping and working. Enabled by digitalisation and accelerated by the pandemics, e-commerce and teleworking have substantially altered the way we shop and work. E-commerce and teleworking both reduce the need for in-person trips to stores and work, and thus have the potential to reduce energy consumption and reduce emissions of greenhouse gases and pollutants.

Building on comprehensive literature reviews in both domains, this study shows, however, that both domains are also characterised by strong rebound effects. For e-commerce, rebound effects are triggered by the additional ICT systems needed, the additional packaging usually deployed, the (typically van-based) last-mile delivery, failed deliveries followed by re-deliveries, and the returns, which are substantially higher for online than for traditional in-store shopping. For teleworking, rebound effects occur due additional ICT needed to support the process, the additional domestic energy consumption, the more frequent non-commute trips, and the longer commute that teleworkers are willing to perform on the days when they do commute to work.

Overall, both rebound effects are similarly-sized, amounting to a few kilograms of CO₂ per online shopping instance and teleworking day, respectively. Aggregating these effects over the dozens of online shopping processes and teleworking days per year results in an estimated median of 111 kg CO₂/year rebound effects of e-commerce per average Swiss household, and 91 kg CO₂/year rebound effects of teleworking per Swiss inhabitant, which – for Switzerland – represent 1.02% and 1.82% of the per-capita greenhouse gas emissions, respectively.

In both cases, the additionally required ICT infrastructure induces only a marginal effect. Except the additional domestic energy required for teleworking, most other types of rebound effects for both e-commerce and teleworking stem from additionally generated traffic. Substituting environmentally friendly transportation means for traditional ones thus helps mitigating the rebound effects in both cases. Such substitutions can result from the general transportation infrastructure and culture, public policies, company policies, or individual choices.

Among the two domains, the rebound of teleworking seems higher, but at the same time more clearly defined and limited in scope, and thus relatively straightforward to understand and – to the extent possible – mitigate. For e-commerce, however, there are further, quite subtle, hard to grasp and to control sources of rebound: the consumption-inducing effect of increased convenience and new marketing channels, the intercontinental, often airplane-based deliveries and returns enabled by new distribution platforms, and the high destruction rate of returned items, resulting both from the high return rate of e-commerce and the non-saleability of quickly outdated goods such as fast fashion and electronics. More research is needed to better understand these effects and to devise policy measures for their mitigation, as well as to better conceptually describe the indirect effects of digitalisation.

Zugehörige Dokumente

• Final report [PDF] 3'202 kB

Schlussbericht (Französisch)

La numérisation en cours entraîne d'importants changements sociétaux et économiques, modifiant parfois profondément nos modes de vie et de travail. Cette tendance induit également des effets énergétiques et environnementaux variés, et potentiellement lourds de conséquences. L'empreinte énergétique et environnementale directe de la numérisation, par exemple, est une source de préoccupation, en particulier dans le contexte des derniers développements en matière d'intelligence artificielle (IA). Toutefois, la numérisation peut également induire des avantages indirects dans d'autres domaines par le biais de divers mécanismes tels que les gains d'efficacité, la dématérialisation, l'amélioration de la coordination ou la simulation et la prévision.

Malheureusement, des preuves de plus en plus nombreuses montrent que ces mêmes mécanismes induisent souvent des effets indirects préjudiciables à l'environnement. Ces effets secondaires indésirables apparaissent en raison de la baisse des prix, du gain de temps ou de l'amélioration de la commodité apportés par les développements positifs mentionnés ci-dessus. Ils peuvent réduire, voire annuler l'effet positif initial et sont souvent décrits en économie sous le terme générique d'effets de rebond. Contrairement à son empreinte directe et à ses effets indirects positifs, les effets de rebond de la numérisation ont reçu peu d'attention jusqu'à présent.

La présente étude met en lumière les effets de rebond qui se produisent dans deux domaines qui ont récemment été profondément affectés par la numérisation, en particulier depuis la pandémie : les achats et le travail. Favorisés par la numérisation et accélérés par la pandémie, le commerce électronique et le télétravail ont considérablement modifié notre façon de faire des achats et de travailler. Le commerce électronique et le télétravail réduisent tous deux la nécessité de se rendre en personne dans les magasins et sur le lieu de travail, et peuvent donc réduire la consommation d'énergie et les émissions de gaz à effet de serre et de polluants.

S'appuyant sur des analyses documentaires approfondies dans les deux domaines, cette étude montre toutefois que les deux domaines sont également caractérisés par de forts effets de rebond. Pour le commerce électronique, les effets de rebond sont déclenchés par les systèmes TIC supplémentaires nécessaires, l'emballage supplémentaire généralement déployé, la livraison (généralement par camionnette) du dernier kilomètre, les livraisons manquées suivies de nouvelles livraisons, et les retours, qui sont considérablement plus élevés pour les achats en ligne que pour les achats traditionnels en magasin. En ce qui concerne le télétravail, les effets de rebond sont dus aux TIC supplémentaires nécessaires pour soutenir le processus, à la consommation supplémentaire d'énergie domestique, à l'augmentation de la fréquence des trajets hors domicile et à l'allongement des trajets que les télétravailleurs sont prêts à effectuer les jours où ils se rendent au travail.

Dans l'ensemble, les deux effets de rebond sont de taille similaire, s'élevant à quelques kilogrammes de CO₂ par session d'achat en ligne et par jour de télétravail, respectivement. L'agrégation de ces effets sur les douzaines de processus d'achat en ligne et de jours de télétravail par an donne une estimation médiane de 111 kg de CO2/an d'effets de rebond du commerce électronique par ménage suisse moyen, et de 91 kg de CO2/an d'effets de rebond du télétravail par habitant suisse, ce qui – pour la Suisse – représente respectivement 1,02 % et 1,82 % des émissions de gaz à effet de serre par habitant.

Dans les deux cas, l'infrastructure TIC supplémentaire requise n'a qu'un effet marginal. À l'exception de l'énergie domestique supplémentaire requise pour le télétravail, la plupart des autres types d'effets de rebond pour le commerce électronique et le télétravail proviennent du trafic supplémentaire généré. Le remplacement des moyens de transport traditionnels par des moyens de transport respectueux de l'environnement contribue donc à atténuer les effets de rebond dans les deux cas. Ces substitutions peuvent résulter de l'infrastructure et de la culture générale des transports, des politiques publiques, des politiques d'entreprise ou des choix individuels.

Parmi ces deux domaines, le rebond du télétravail semble plus important, mais en même temps plus clairement défini et limité dans sa portée, et donc relativement simple à comprendre et – dans la mesure du possible – à atténuer. Pour le commerce électronique, cependant, il existe d'autres sources de rebond, assez subtiles, difficiles à saisir et à contrôler : l'effet d'incitation à la consommation d'une plus grande commodité et de nouveaux canaux de commercialisation, les livraisons et les retours intercontinentaux, souvent effectués par avion, permis par les nouvelles plateformes de distribution, et le taux élevé de destruction des articles retournés, résultant à la fois du taux élevé de retour du commerce électronique et de la non-vendabilité des biens rapidement périmés tels que la mode rapide et l'électronique. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre ces effets et concevoir des mesures politiques pour les atténuer, ainsi que pour mieux décrire conceptuellement les effets indirects de la numérisation.