cloud – Nachhaltige IT

Von wegen IT spart Energie: 2025 könnte ICT die gesamte elektrische Energie fressen

Eine aktuelle Studie (The Cloud Begins with Coal), veröffentlicht auf TechPundit, liefert erschütternde Daten zum Energieverbrauch, der insgesamt direkt und indirekt (also mit Herstellung etc) auf die IT entfällt.
Im Gegensatz zu den Studien der ICT-Industrie selbst, die ein Interesse daran hat, den auf sie entfallenden Anteil des Energieverbrauchs herunterzurechnen, wurde diese Studie von Kohleerzeugern gesponsort, die an derartigen Schönrechnereien wohl eher kein Interesse haben. Möglicherweise am Gegenteil, aber den Argumenten, die unten angeführt sind, lässt sich häufig wenig entgegenhalten.
Einige Einzeldaten: Wer eine Stunde wöchentlich auf dem Smartphone oder Tablet Videos sieht, verbraucht so im Jahr mehr Strom als zwei neue Kühlschränke. Die Cloud allein verbrauchte 2012 laut Greenpeace mehr Strom als ganz Indien.
Einen mittleren Wert für den Verbrauch von Elektrizität durch IT beziffert die Studie anhand aktueller Daten auf 1500 TWh, was dem heutigen Stromverbrauch von Japan plus Deutschland entspricht, oder dem weltweiten Elektrizitätseinsatz für Beleuchtung aus dem Jahr 1985. Die Studie geht jedoch davon aus, dass möglicherweise der reale Stromverbrauch erheblich höher liegt. Sie weist darauf hin, dass im Gegensatz zu anderen Elektrizitäts-abhängigen Technologien die Nutzung eines mit was auch immer vernetzten Endgeräts neben einer funktionierenden Stromversorgung immer die Funktion eines ganzen Gewebes weiterer Geräte woanders verlangt, die ebenfalls Strom verbrauchen.
Hier die Daten für die Einzelbereiche:
– Datenzentren: Bisherige Schätzungen gehen derzeit von 250 bis 350 TWh weltweit aus. In einem Jahrzehnt werden sie bei der Fortschreibung der heutigen Trends schon 1000 TWh verbrauchen. Das liegt unter anderem an dem vermehrten Datenverkehr im Datenzentrum, der unter anderem durch Virtualisierungstechnologien und Echtzeit-Services hervorgerufen wird, aber auch am Bau von immer mehr Datenzentren, da sich Echtzeitanforderungen nur in einem Umfeld von wenigen Dutzend Kilometern um einen Standort erfüllen lassen.
– Kommunkiationsnetze: Hier zitiert die Studie Berechnungen, die auf einen Verbrauch zwischen 250 bis 400 TWh kommen, aber zu niedrig sein sollen. So basierten, schreibt die Studie, die Werte der zitierten Schätzungen hauptsächlich auf einer Berechnung von Ericsson aus dem Jahr 2007, also noch vor dem Siegeszug des iPhones. Danach habe sich die Zahl der Mobilnutzer exponentiell vergrößert, genau wie der im Vergleich zu Festnetzen energetisch ineffizientere mobile Datenverkehr, insbesondere der breitbandige. Man staune: LTE verbraucht sechzig Mal so viel Energie wie 2G-Netze! Der Energieverbrauch für Downloads schwankt nach Technologie zwischen 1,5 und 15 kWh pro GByte. China Mobile hat in einem in dieser Studie zitierten Papier schon zugegeben, dass der Nutzerzuwachs alle Effizienzzuwächse bei weitem auffrisst. Die Autoren der Studie schätzen daher den Verbrauch durch mobile Infrastruktur eher auf 600 TWh statt auf 400 TWh.
– Endgeräte: Konventionelle Studien beziffern den Verbrauch an Strom durch digitale Endgeräte im privaten und professionellen Umfeld auf 460 bis 550 TWh – so viel wie für Kühlung oder Beleuchtung. Das zweifelt die Studie aber an. So fehlen in diesen Daten digitale TV-Geräte, Set-Top-Boxen, Spielekonsolen, die parallele Nutzung mehrerer Geräte und auch nicht die IT, die im TK-Equipment von Firmen (etwa dem Router), medizinischen Geräten, Bankautomaten etc. steckt. Sie wird in den Erhebungen unter „anderes“ gelistet, umfasst aber inzwischen 30 Prozent mehr als das, was für Beleuchtung verbraucht wird. Insgesamt kommen die Autoren auf eine Obergrenze von 1200 TWh für Endgeräte und damit doppelt bis dreimal so viel wie bisherige Schätzungen.
– Herstellung: Bisherige Schätzungen beziffern diesen Bereich auf 560 bis 800 TWh. Die komplexere Technologie führe dazu, dass Geräte wie Smartphones zu ihrer Herstellung fast genau so viel Energie verbrauchen als während der gesamten Gebrauchsdauer verbraucht wird. Dies gilt natürlich je mehr, desto kürzer die Geräte im Gebrauch sind. BeispieL. Bei einem Kühlschrank wird nur 4 Prozent der Lebenszyklus-Energie während der Herstellung verbraucht – im Spartphone sind es 70 bis 90 Prozent! Die Studie meint, auch hier würden konventionelle Schätzungen auf zu alten Zahlen beruhen und das zwischenzeitliche Wachstum unterbewerten. Außerdem komme beispielsweise die gesamte Softwareindustrie in diesen Schätzungen nicht vor, wobei die Frage ist, welche Produktionsmittel dieser Industrie, die nicht schon in den übrigen Kategorien stecken, hier vergessen worden sein sollen.

Insgesamt beziffert die Studie den Stromverbrauch durch ICT auf zwischen 1100 und 2800 TWh, der Mittelwert, 1950 TWh, entspräche etwa 10 Prozent des weltweiten Stromverbrauchs und 50 prozent mehr als der Energie, die heute für Luftverkehr aufgewandt wird. Im jahr 2030 könnte es danach schon doppelt so viel sein. Die forcierte Cloud-Nutzung ändert nach Meinung der Autoren daran übrigens überhaupt nichts, eher im Gegenteil: Wer mehr als 10 MByte/h herunterlädt, verbraucht mehr Strom als ein unvernetzter Laptop mit einer Festplatte für den Konsum derselben Datenmenge. Und wer Streaming-Dienste mit mehr als 5 MByte/s nutzt, mehr als ein PC mit Festplatte. Die Effizienzgewinne können nach der Studie die Energieverbräuche durch die prognostizierte Zunahme des mobilen Datenverkehrs mit dem damit verbundenen Infrastrukturausbau keinesfalls ausgleichen. Der Energie- und insbesondere Stromverbrauch durch ICT wird also nach dieser Studie ungebremst weiter ansteigen. Das ist besonders deshalb ungut, weil die Hauptenergiequelle für Rechenzentren weltweit mit über 70 Prozent noch immer Kohle ist, da der Strom bisher meist über mit Kohle betriebene Kraftwerke bereitgestellt wird.
Der Grund dafür sind Reboud-Effekte, die die Studie kurz an den historischen Beispielen Beleuchtung und Flugverkehr zeigt. Auch hier wurden Effizienzgewinne bis heute sofort durch Mehrverbrauch zunichte gemacht.
Schlussfolgerung: Entwickelt sich beispielsweise der Stromverbrauch im Zusammenhang mit der ICT so weiter wie gehabt, wird sie 2025, so die Studie, den gesamten Stromverbrauch verschlingen, und zwar trotz höherer Effizienz in allen Prozessen – einfach deshalb, wei Rebound-Effekte durch immer mehr IT, immer mehr Mobilfunk und immer mehr Daten-Downloads alle Spareffekte ratzekahl aufzehren.

Fazit: Angesichts der Daten sollte man vielleicht darüber nachdenken, ob dem Hang zum Zweit- und Dritt-Smartphone, ergänzt durch die Digitaluhr am Handgelenk sowie fernsteuerbare Kaffeemaschinen, Spülgeräte und Waschautomaten, eventuell Einhalt geboten werden sollte. Auch eine längere Nutzung der Geräte könnte etwas bewirken. Und beim TV gilt: Je kleiner die Diagonale, desto kleiner auch der Verbrauch!

Summary: Industry estimates about lifecycle energy use by ICT and ICT-related products are probabely too low. A recent paper, (The Cloud Begins with Coal), on Tech-pundit claims that if everything is taken into account, ICT uses 10 % of world electricity production already and will use up all of electric energy until 2025, if current trends are not broken. According to the study that cites secondary material excessively, efficiency gains will be eaten up by more users and more activity. Cloud is of no help as high activity on the cloud uses more energy than stationary computing, not less. Broadband mobile increases energy demand, as mobile data transmission is inherently less effective than fibre networks.

Cloud als Hilfsmittel im neuen Smart-Grid-Energiesystem?

Eine Studie von Baring Point, basierend auf einer Umfrage, befasst sich damit, was Cloud Computing beim Aufbau von Smart Grids respektive eines Energiesystem mit Erneuerbaren als Träger helfen könnten. Die Antwort: Das hängt ganz davon ab. Unbestritten ist demnach, das Energieunternehmen in Zukunft viel mehr Daten verarbeiten müssen.
68 Prozent der Befragten finden den Einsatz von Cloud nützlich, und zwar, weil sich damit IT-Leistungen skalieren, IT-Kosten reduzieren und die Verfügbarkeit erhöhen. Gerade Befragte in kleineren Unternehmen (unter 1000 Mitarbeiter) erhoffen sich das besonders stark, während die Größeren wohl eher auf eigene Ressourcen zählen können. Rund die Hälfte der Teilnehmer glaubt, dass sich erneuerbare mit Cloud über Systeme für Direktvermarktung leichter in den Strommarkt integrieren lassen. Dafür verlangen jedoch 91 Prozent Rechtssicherheit beim Einsatz der Komponenten (Smart Meter!), 55 Prozent eine angepasste Regulierung und 27 Prozent gar ein vollkommen neues EEG-Marktmodell (ergibt zusammen immerhin über 80 Prozent, die hier etwas ändern wollen). Dagegen spricht, so meinen 91 Prozent der Befragten, dass Anlagenbetreiber das nicht argumentieren, 73 Prozent sehen zu hohen Aufwand.
Wer alelrdings glaubt, dass Clouds schon bald (innerhalb der nächsten drei Jahre) ein zentrales Element bei Monitoring und Steuerung von Smart Grids werden, der sieht sich eines Besseren belehrt. Denn bis auf 18 Prozent sind die Befragten nicht dieser Meinung – 59 prozent aus Gründen fehlenden Datenschutzes und fehlender Datensicherheit, 45 Prozent, weil die passenden Technologien fehlen. Datenschutz ist überhaupt der wunde Punkt der Technologie, 73 Prozent sehen in den gespeicherten Kunden- und Unternehmensdaten ein hohes Sicherheitsrisiko, besonders in Kunden-Stammdaten oder -Verbrauchsprofilen (82 Prozent) und in systemrelevanten Daten, die für die Netzsteuerung gebraucht werden (77 Prozent).
Die meisten halten aber wohl Anonymisierung für ausreichend, denn 59 Prozent halten geschlossene Systeme für unnötig. Ob das Kunden genauso sehen, darf getrost bezweifelt werden, aber die wurden ja hier nicht befragt.
Automatisierte Zähler werden mehrheitlich als Chance begriffen, weil sie die Ablese-, Inkasso- und Abrechnungsprozesse vereinfachen, Felhler verringern und den Kundenwechsel vereinfachen. Die Datenmassen wollen die Unternehmen, wie kaum anders zu erwarten, nach Herzenslust nutzen, und zwar gern auch für Big-Data-Analysen, die mehr Informationen über das detaillierte Kundenverhalten und gezielte Kundenbindung (59 Prozent) sowie verbessertes Cross-Selling (55 %) ermöglichen sollen. Ob man sich auch erhofft, durch den Weiterverkauf des anonymisierten Datenmaterials an Dritte weitere Gewinne zu realisieren, haben die Studiendesigner nicht gefragt. Schade, eigentlich. Das hätte ich doch gern gewusst.
Schließlich wurden die Studienteilnehmer noch gefragt, welche neuen Geschäftsfelder sie durch Cloud zu erobern gedenken. Sie nannten vor allem mehr Kundenservices, etwa Energieverbrauchsanalysen (86 %), die Aufbereitung von Verbrauchsdaten zum Beispiel für Prognosen und die Kombination intelligenter Endgeräte mit Serviceangeboten (je 77 Prozent) und die Spartenintegration innerhalb des Unternehmens (73 Prozent).

Kommentar: Eine offene Frage hätte wahrscheinlich mehr Einsichten darüber gebracht, was Energieprovider mit den Daten anfangen wollen. Es ist nämlich anzunehmen, dass sie durchaus offen dafür sind, sie diesem oder jenem in anonymisierter Form zu verkaufen – wodurch sie dann, angereichert durch allerlei Social-media-Daten und Daten aus anderen Quellen, etwa geografischen Informationssystemen, dann doch wieder sehr individuelle Schlüsse erlauben würden. Noch steht die Rechtsfortbildung für diese neuartigen Verwertungsmöglichkeiten aus, und es ist zu hoffen, dass hier die Europäische Datenschutzrichtlinie Pflöcke einschlägt, die die Waage nicht zu einseitig zu Lasten der Einzelnen ausschlagen lässt.

SummaryA study by market research company Baring Point dealt with the role of Cloud Computing in Germanys new energy system. It turned out that 68 % ofthe managers of energy providers taking part in the study saw the main advantage of Cloud technology in their branch in scaling IT easier, reducing IT costs and raise availability. They do not see Cloud Technologies playing a big role in monitoring and managing the Smart Grid in the next three years, either for reasons of missing data protection and security or for missing technologies. The protection of customer data is seen as the major security risk. But on the other side, collecting more data and analyzing it with innovative methods is seen as a pooerful enabler for new services for the customer, for preventing churn and for cross selling. The most mentioned new service were analyses about the individual energy usage (86 %), the combination of intelligent end systems with new services and prognosing the further energy usage (each 77 %).

Durch Clouds ins Grüne

Ein nicht mehr ganz neues Buzzword geht um in der IT-Industrie: die Cloud. Einmal abgesehen davon, dass sich hinter diesem schwammigen Gebilde noch jede Menge Unklarheiten verstecken und technisch noch längst nicht alles fest definiert ist, abgesehen davon, dass viele Firmen auch heute noch hoch und heilig schwören, sie würden „niemals, niemals“ ihre IT aus dem Haus geben (haben sie das nicht auch vom Mainframe behauptet?), ist Cloud, gerade aus der Perspektive von Green IT, möglicherweise eine ziemlich glänzende Idee.

Denn zu Ende gedacht (zugegeben, dazu gehört eine gewisse Phantasie und auch viel Optimismus) bedeutet Cloud nichts anderes als dass der Anwender nur noch ein relativ simples, nicht besonders starkes und daher auch nicht besonder stromzehrendes Endgerät benötigt statt alle drei Jahre einen PC, dessen Leistungsdaten bisher den Regeln des klassischen IT-Dreisprungs (Schneller-Höher-Weiter) folgten. Eine erste Vorschau auf das Zeitalter der Cloud geben uns die Netbooks: Selbst eher schwächlich, öffnen sie das Tor zu allem, was irgendwo im Web lagert.

Für Hersteller von IT-EQuipment ist das freilich eine schlechte Nachricht: Denn wenn keiner mehr starke PCs braucht außer den RZ-Betreibern und fanatischen Online-Spielern, dann brechen deren Umsätze weg. Wenn die Rechenleistung mehr und mehr zentralisiert wird, könnte es auch sein, dass man sich an den guten alten Mainframe erinnert oder völlig neue, superoptimierte (in jeder Hinsicht, auch beim Energieverbrauch), hochskalierbare Systeme erfindet. Ein Blick in den Speichermarkt und besonders auf Neulinge bei sogenannter Scalable Storage ist hier zu empfehlen.

Insgesamt wird man im Cloud-Zeitalter dauerhaft jedenfalls nicht so viel Hardware absetzen können wie bisher, schließlich ist die Auslastung der heutigen, verteilten Rechnerwelten noch meilenweit vom Optimum entfernt. Andere sagen, das wäüre Blödsinn, alles würde immer weiter wachsen, gerade in der IT. Mag sein, ewig aber nicht. Das einzige, was ewig wächst, ist Krebs, und der vernichtet seinen Wirt. Das mag ein sehr genereller Einwand sein, doch sei auch an Meister Kntradieff erinnert und an den ITK- und Automotive-Zyklus, der sich nun nach Meinung vieler seinem Ende nährt. Kontradieff-Zyklus zu Ende heißt immer: Goldene Zeiten vorbei, der Alltag fängt an, Optimierung ist gefragt.

Ist es schlimm, wenn manche IT-Firmen, wie vielerorts gerade im Jahr 2009 zu besichtigen, in die Krise geraten? Für die betroffenen Mitarbeiter natürlich. Ansonsten nein. Die Cleveren haben es schon verstanden und setzen auf Services, und um die Dummen ist es nicht schade.

Schließlich brauchen wir das Metall und die seltenen Erden, die ohne Cloud vielleicht in schlecht ausgelastete Rechner eingebaut werden würden, dringend woanders. Zum Beispiel, um sie zu intelligenten Energieversorgungssystemen, IT-basierenden Haushaltsgeräten mit Fernsteuerung und so weiter und so fort zu verbauen. Das ist allemal notwendiger als der Dritt-PC, auch wenn so mancher Marketing-Guru es nicht gern hört. Selbiges gilt übrigens auch für den Flachbildschirm mit meterlanger Diagonale, in dem jede Menge Material steckt, was anderswo nützlicher untergebracht wäre. Hat eigentlich schon mal jemand ausgerechnet, wie viel Mal für den Preis eines solchen wohnzimmerzerstörenden Boliden ins gemütliche Kino gehen und mit anderen ablachen könnte? Aber das nur am Rande.

Aus grüner Sicht ist es daher nur zu hoffen, dass die Cloud erfolgreich wird.