Sankey-Diagramm

Sankey-Diagramm ist eine Flussvisualisierung, bei der die Breite der Pfade proportional zur übertragenen Menge ist und so Energieflüsse, Budgetströme oder Nutzerverläufe anschaulich macht.

Rubrik: Mediendesign & Digitale Medien · Unterrubrik: Infografik & Datenvisualisierung · Niveau: Einsteiger

Was ist ein Sankey-Diagramm?

Das Sankey-Diagramm wurde 1898 von dem irischen Ingenieur Matthew Henry Phineas Riall Sankey entwickelt, um den Energieverbrauch einer Dampfmaschine zu illustrieren. Das Grundprinzip ist seitdem unverändert: Flüsse (Energie, Geld, Material, Nutzer) werden als Pfade dargestellt, deren Breite direkt proportional zur transportierten Menge ist. Ein breiter Pfad = viel; ein schmaler Pfad = wenig.

Das Diagramm zeigt typischerweise Umwandlungen: Ein großer Eingangsstrom wird in mehrere Ausgänge aufgeteilt, von denen manche effizienter genutzt werden als andere. Verluste oder Verlustanteile sind dabei besonders anschaulich als dünner abzweigender Pfad nach unten darstellbar.

Erklärung

Grundstruktur:

Ein Sankey-Diagramm besteht aus:

• Knoten (Nodes): Stationen oder Kategorien (z. B. Energiequellen, Budgetposten, Webseiten-Abschnitte).
• Flüssen (Flows): Breite Bänder, die von einem Knoten zum nächsten verlaufen. Die Breite entspricht dem Mengenwert.
• Richtung: Sankey-Diagramme sind typischerweise gerichtet (von links nach rechts oder von oben nach unten).

Die Gesamtbreite am Eingang muss der Gesamtbreite am Ausgang entsprechen (Massenerhaltung). Das macht Verluste und Ineffizienzen sofort sichtbar.

Energiebilanzen:

Sankey-Diagramme sind das Standardwerkzeug für Energieflussdatenveranschaulichungen. Die International Energy Agency (IEA) und das Bundesministerium für Wirtschaft nutzen Sankey-Diagramme, um die Energiebilanz ganzer Volkswirtschaften darzustellen: Wie viel Energie wird aus fossilen, erneuerbaren und nuklearen Quellen gewonnen? Wie viel geht als Wärme verloren? Wie viel wird produktiv genutzt?

Budgetströme:

Im Haushalt und im NGO-Bereich werden Sankey-Diagramme eingesetzt, um zu zeigen, woher Einnahmen kommen und wohin Ausgaben fließen. Dies schafft Transparenz und ermöglicht es, Schwerpunkte und Missverhältnisse sofort zu erkennen.

User Flows in UX:

Im Webanalyse- und UX-Design-Bereich zeigen Sankey-Diagramme, wie Nutzerinnen und Nutzer durch eine Website oder App navigieren. Start: Einstiegsseiten. Flüsse: Klickpfade. Abzweigungen und Abbrüche (Bounces) werden als dünne Pfade sichtbar, die nach unten „verloren gehen". Google Analytics 4 bietet eine integrierte Sankey-artige „Pfadanalyse".

Alluviales Diagramm:

Eine verwandte Form ist das Alluviale Diagramm (Alluvial Diagram). Es ähnelt dem Sankey-Diagramm, zeigt aber typischerweise die Verteilung von Kategorien über mehrere Zeitpunkte oder Gruppierungen – ohne Richtungspfeile, symmetrisch. Gut für die Darstellung von Wechseln (z. B. Wählerströme von einer Wahl zur nächsten).

Verständlichkeitsgrenzen:

Sankey-Diagramme können schnell unübersichtlich werden, wenn zu viele Knoten und Flüsse vorhanden sind. Few (2012) empfiehlt, die Anzahl der Kategorien auf das Wesentliche zu beschränken und kleine Flüsse in einer „Sonstige"-Kategorie zusammenzufassen. Flüsse, die weniger als 1–2 % des Gesamtvolumens ausmachen, sind oft kaum sichtbar und können ausgeblendet werden.

Wann einsetzen / wann nicht

Einsetzen, wenn:

• Flüsse zwischen Kategorien oder Stationen kommuniziert werden sollen.
• Die Mengen der Flüsse das Kernthema sind (Wie viel fließt wohin?).
• Verluste, Ineffizienzen oder Umverteilungen sichtbar gemacht werden sollen.
• Eine überschaubare Anzahl an Kategorien (ca. 5–20 Knoten) vorliegt.

Nicht einsetzen, wenn:

• Zeitliche Verläufe gezeigt werden sollen – dafür ist das Liniendiagramm besser.
• Beziehungsstrukturen ohne Mengendimension visualisiert werden sollen – dafür der Netzwerkgraph.
• Zu viele Kategorien existieren und das Diagramm unleserlich würden.
• Es auf präzise Zahlenvergleiche ankommt – Pfadbreiten sind nur grob schätzbar.

Beispiele (5 konkrete)

1. Energiebilanz Deutschland: Von den primären Energiequellen (Öl, Gas, Kohle, Erneuerbare, Kernkraft) über Umwandlungsverluste bis zu den Endverbrauchssektoren (Industrie, Verkehr, Haushalte). Die Deutschen Energiewende-Infografiken der Bundesministerien nutzen dieses Format.
2. Haushaltsplan einer Stadt: Einnahmen (Steuern, Gebühren, Zuweisungen) fließen zu Ausgabeposten (Bildung, Infrastruktur, Soziales, Verwaltung). Zeigt auf einen Blick, wohin das Geld fließt.
3. Website User Flow: Einstieg über Google, direkt, Social Media → Startseite, Produktseite, Blog → Conversion, Absprung, Weiterklick. Zeigt, welche Eingangskanäle zu Conversions führen.
4. Wählerströme zwischen zwei Wahlen: Alluviales Diagramm zeigt, welche Parteien Wähler gewonnen oder verloren haben. Jede Linie verbindet die Partei der letzten Wahl mit der neuen Parteienwahl. Standard in der deutschen Wahlberichterstattung (Infratest dimap).
5. Materialfluss in der Kreislaufwirtschaft: Rohstoffe → Produktion → Nutzung → Recycling / Deponie / Export. Zeigt Recyclingquoten und Verluste in der Wertschöpfungskette.

In der Praxis

SankeyMATIC: SankeyMATIC (sankeymatic.com) ist ein kostenloses, browserbasiertes Tool speziell für Sankey-Diagramme. Daten werden als einfache Textliste eingegeben (z. B. Quell-Kategorie [Menge] Ziel-Kategorie). Export als SVG oder PNG. Für einfache, statische Diagramme ideal.

Flourish: Flourish bietet Sankey- und Alluviale Diagramm-Templates mit interaktiven Hover-Effekten und Animationen. Gut für Web-Publishing; datenbasierte Templates über Google Sheets.

D3.js / d3-sankey: Das d3-sankey-Plugin ermöglicht hochindividualisierte Sankey-Diagramme. Knoten und Flüsse werden als JSON-Objekte definiert. Die Breite der Flüsse und die vertikale Anordnung der Knoten berechnet das Plugin automatisch. Vollständige Kontrolle über Farbe, Tooltips und Interaktivität.

Vergleich & Abgrenzung

Häufige Fragen (FAQ)

Kann ein Sankey-Diagramm Kreisflüsse (Zyklen) darstellen? Technisch ja, aber in der Praxis wird es sehr komplex und schwer lesbar. Standard-Sankey-Diagramme sind azyklische Graphen (DAG – Directed Acyclic Graph). Wenn Kreislaufprozesse dargestellt werden sollen (z. B. Recycling-Rückflüsse), sind Sonderformen wie zirkuläre Sankeys oder hybride Darstellungen nötig – oder man verzichtet auf die Rückflüsse zugunsten einer vereinfachten Darstellung.

Was ist der Unterschied zwischen Sankey und Alluvial Diagram? Beide zeigen Flüsse durch proportional breite Bänder. Der Unterschied liegt im Fokus: Das Sankey-Diagramm betont gerichtete Flüsse (von A nach B) und Umwandlungen. Das Alluviale Diagramm zeigt kategorische Verschiebungen über mehrere Zeitpunkte oder Gruppierungen hinweg – symmetrisch, ohne explizite Richtung. Alluviale Diagramme werden typischerweise für Wählerströme, Bevölkerungswanderungen oder soziale Mobilität eingesetzt.

Verwandte Einträge

• Netzwerkgraph — Beziehungen ohne Mengendimension
• Treemap — Hierarchische Anteile als Rechtecke
• Datenstorytelling — Flüsse in narrativen Infografiken einbetten

Weiterführend

• Few, S. (2012). Show Me the Numbers (2. Aufl.). Analytics Press.
• Cairo, A. (2016). The Truthful Art. New Riders.
• Wilke, C. O. (2019). Fundamentals of Data Visualization. O'Reilly Media.
• SankeyMATIC: sankeymatic.com (Browser-Tool für einfache Sankeys)