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5 Fakten zur Klimafreundlichkeit von Cloud Computing
Cloud Computing wird häufig als zentrales Instrument für die Umsetzung von Nachhaltigkeit in Unternehmen gesehen. Wir haben uns mit dem Energieverbrauch und der Klimafreundlichkeit einiger Cloud Computing Dienste auseinandergesetzt.
- Anstieg des Energieverbrauchs der Rechenzentren in Deutschland
- Hohe Schwankungen beim THG-Ausstoß von Rechenzentren
- Erhöhte Energieeffizienz großer Cloud-Unternehmen
- Einsparungen durch virtuelle Desktop-Infrastruktur
- Video-Calls: Je kleiner das Anzeigegerät, desto besser die Klimabilanz
Cloud Computing umfasst alle Cloud-Dienstleistungen. Somit kann auf verschiedene Rechnerressourcen jederzeit und überall bequem zugegriffen werden [1]. Zu den IT-Dienstleistungen gehören insbesondere Online-Storage, Virtuelle Desktop-Infrastruktur, Videostreaming und Videokonferenzen [2]. Um einen schnellen und minimalen Managementaufwand durch Cloud Computing zu gewährleisten, werden allerdings enorme Rechenzentren benötigt. Häufig stehen der Energieverbrauch und die Wärmebelastung der Rechenzentren jedoch in der Kritik. Idealerweise wird die Abwärme der Rechner daher zur Beheizung von Wohnraum genutzt und der Strom zum Betrieb wird aus regenerativen Energien gewonnen. Welches Wissen bisher zum Green Cloud Computing existiert, erfährst du in unseren 5 Fakten.
1. Anstieg des Energieverbrauchs der Rechenzentren in Deutschland
Trotz steigender Effizienz der Rechenzentrumsinfrastruktur stieg der Energiebedarf der deutschen Rechenzentren in den letzten Jahren deutlich, wie die Abbildung des Borderstep Instituts zeigt [3,4]:
Derzeit ist noch kein Ende des Rechenzentrenwachstums in Sicht, denn Prognosen zufolge werden auch in Zukunft immer mehr Unternehmen Cloud Computing nutzen [3]. Zusätzlich wird durch die fortschreitende Digitalisierung auch zukünftig mehr Rechenleistung benötigt. Somit prognostiziert der Bundestag bis 2025 einen Energiebedarf von etwa 18 Mrd. kWh/a für Rechenzentren, im Vergleich zu den derzeitigen knapp 16 Mrd. kWh/a [4]. Dennoch trägt Cloud Computing durch den geringeren Bedarf an Rohstoffen zu einer klimaneutralen Zukunft bei – insbesondere bei genutzter Energie aus regenerativen Quellen.
2. Hohe Schwankungen beim THG-Ausstoß von Rechenzentren
Nach Untersuchungen des Umweltbundesamts wird für ein Terabyte Speicherplatz im Online-Storage jährlich zwischen 166 kg CO2-Äq. und 280 kg CO2-Äq ausgestoßen [2]. Somit ist es stark vom Rechenzentrum abhängig, wie klimafreundlich Cloud-Computing sein kann. Um genau herauszufinden, wie „grün“ Cloud Computing ist, hat das Umweltbundesamt eine Methode entwickelt, Kennzahlen zu berechnen. In die Berechnung für die CO2-Fußabdrücke der Online-Speicher fielen THG-Emissionen für Server, Speichersystem, Netzwerk und Infrastruktur [5]. Bei Betrachtung der einzelnen Größen im Verhältnis zum Speicherplatz lässt sich unter anderem bestimmen, wo innerhalb des Rechenzentrums weitere Verbesserungspotentiale liegen und Cloud Computing klimaschonend gestaltet werden kann.
3. Erhöhte Energieeffizienz großer Cloud-Unternehmen
Eine erhöhte Energieeffizienz hilft dabei, die THG-Emissionen gering zu halten. Vor allem große Rechenzentren schneiden hier gut ab, denn die Leistung kann besser verteilt und Skaleneffekte können ausgenutzt werden. Dies liegt unter anderem an einer garantierten hohen Auslastung der IT-Ressourcen. Meistens gilt daher, dass ein großes Cloud-Rechenzentrum weniger Energie benötigt als viele kleinere Rechenzentren [5]. Zielführend ist nach dem Borderstep Institut und dem Österreichischen Umweltbundesamt außerdem der Einsatz von Labels und Richtlinien, welche die Energieeffizienz von Cloud Computing sichtbar machen und somit Anreize schaffen für ökologische Innovationen [6].
4. Einsparungen durch virtuelle Desktop-Infrastruktur
Auch wenn Cloud Computing durch den Bedarf an Rechenzentren sehr energieintensiv ist, so ergeben sich auch Einsparpotentiale. Die virtuelle Desktop-Infrastruktur bietet beispielsweise die Möglichkeit, über die Cloud eine Desktop-Umgebung - inkl. Datenverarbeitung, Speicherung und Ausführung - zu schaffen, ohne den Bedarf eines lokalen Computers [2]. Dabei können im Vergleich zu einem Notebook oder Dektop-PC pro Arbeitsplatz jährlich 33 Kilogramm CO2 eingespart werden. Dies ist allerdings nur mit Vorsicht zu genießen, denn in letzter Instanz ist für die Klimafreundlichkeit die Ausstattung des lokalen Arbeitsplatzes, die IT-Auslastung sowie die Infrastruktur des genutzten Rechenzentrums entscheidend [7].
5. Video-Calls: Je kleiner das Anzeigegerät, desto besser die Klimabilanz
Warum Video-Konferenzen klimafreundlicher sind als Präsenztreffen haben wir bereits in unserem Blog beleuchtet. Die meisten THG-Emissionen, welche für die Teilnahme an digitalen Meetings ausgestoßen werden, fallen im Energieverbrauch des Rechenzentrums an. Insgesamt entfallen 85% der THG-Emissionen in der Nutzungsphase auf das Rechenzentrum. Hierbei wurden die Anzeigegeräte sowie der Verbrauch des Datennetzwerks noch nicht in die Betrachtung miteinbezogen. Werden diese Faktoren miteingeschlossen, so wird klar, dass der Ausstoß von THG-Emissionen insbesondere von der Kombination der Anzeigegeräte abhängig ist. Besonders ersichtlich werden die Ausmaße in der Abbildung des Öko-Instituts [2]:
Somit lohnt sich die Nutzung eines Videomonitor ökologisch gesehen erst, wenn mindestens sechs Menschen auf dem Gerät die Videokonferenz verfolgen. Andernfalls sollten kleinere Anzeigegeräte in Betracht gezogen werden.
Quellen:
[1] BSI. Cloud Computing Grundlagen: Was ist Cloud Computing?. Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik, URL: https://www.bsi.bund.de/DE/Themen/Unternehmen-und-Organisationen/Informationen-und-Empfehlungen/Empfehlungen-nach-Angriffszielen/Cloud-Computing/Grundlagen/grundlagen_node.html.
[2] Gröger, Jens, Ran Liu, Lutz Stobbe, Jan Druschke & Nikolai Richter: 2021. Green Cloud Computing: Lebenszyklusbasierte Datenerhebung zu Umweltwirkungen des Cloud Computing. Umweltbundesamt, URL: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/5750/publikationen/2021-06-17_texte_94-2021_green-cloud-computing.pdf.
[3] Hintemann, Ralph: 2020. Energiebedarf der Rechenzentren steigt trotz Corona weiter an. Borderstep Institut, URL: https://www.borderstep.org/wp-content/uploads/2021/03/Borderstep_Rechenzentren2020_20210301_final.pdf.
[4] Deutscher Bundestag: 2021. Energieverbrauch von Rechenzentren. Wissenschaftliche Dienste Deutscher Bundestag, URL: https://www.bundestag.de/resource/blob/863850/423c11968fcb5c9995e9ef9090edf9e6/WD-8-070-21-pdf-data.pdf.
[5] Langkabel, Thomas: 2021. Cloud Computing: Strategie für den Klimaschutz. Microsoft, URL: https://www.microsoft.com/de-de/berlin/artikel/cloud-computing-strategie-fuer-den-klimaschutz.aspx.
[6] Kestler, Petra: 2020. Energieeffizientes Cloud Computing. Umweltbundesamt, URL: https://www.umweltbundesamt.at/news201110.
[7] Köhn, Marina: 2022. Digitale Dienste / Cloud Computing. Umweltbundesamt, URL: https://www.umweltbundesamt.de/themen/wirtschaft-konsum/gruene-informationstechnik-green-it/digitale-dienste-cloud-computing#forschungsprojekt-zur-ermittlung-der-umweltwirkungen-des-cloud-computings.
