Energie – 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.

Wann macht IT Prozesse nachhaltig?

Anlässlich der ITC4S-Konferenz in Zürich im Februar hielt Daniel Spreng, ETH Zürich, einen interessanten Vortrag über den Zusammenhang zwischen Energie, Zeit und Information, dessen Inhalt letztlich einen Erklärungsansatz liefert, warum der IT-Einsatz bisher eher keine Nachhaltigkeitseffekte gebracht hat. Sprengs Idee, die er ausdrücklich nicht als ausgereifte Theorie verstanden wissen möchte, sondern als eine Anregung zum Nachdenken in eine andere Richtung in Kurzform: Nutzt man IT, um Energie zu sparen, wird häufig mehr vom selben gemacht, was dann im Endeffekt wieder zu Gleich- oder Mehrverbrauch (sogenannter Rebound) führt. Nutzt man IT zur Zeitersparnis, wird damit rationalisiert – es fallen Arbeitkräfte weg, aber grüner wird der Produktionsvorgang dadurch nicht unbedingt. Nur der IT-Einsatz, um Prozesse intelligenter zu machen, ohne vorrangig auf Mehrproduktion, oder reine Zeitersparnis zu schielen, könne letztlich die „grünen“ Versprechen der IT einlösen. Darüber sprach nachhaltige IT am Telefon mit Daniel Spreng.

nachhaltige it: Herr Spreng, Ihre Idee ist bestechend: Man muss Prozesse nur intelligenter machen, dann werden sie nachhaltiger. Allerdings habe ich in Ihrem Vortragsskript keine Beispiele dafür gefunden, und bisher wurden die Nachhaltigkeitseffekte der IT meist durch Rebound-Effekte wieder aufgefressen. Gibt es Beispiele für das, was Sie meinen?

Spreng: Natürlich. Ich kenne sie besonders gut aus der Textilindustrie, habe sie aber in dem Skript nicht extra aufgeführt. Man kann zum Beispiel Textilmaschinen so fahren, dass ein extrem strapazierfähiger Faden entsteht, den man schon sehr beanspruchen muss, damit er reißt. Oder man kann die Textilfarben hundertprozentig exakt dosieren. Ein Beispiel sind Unterhosen: Derartige Produkte einiger Schweizer Marken sind teilweise sehr teuer, weil aus erstklassigem Material und erstklassig verarbeitet. Dafür hat man dann aber auch lange Freude an ihnen. Energieersparnis hat übrigens viel mit Nachhaltigkeit zu tun, wenn die Ersparnis auf der Ebene der Volkswirtschaft stattfindet. Energieersparnis auf technischer Ebene hat aber oft wenig mit Nachhaltigkeit zu tun. Es wird oft dann, wenn auch effizient, viel mehr produziert.

nachhaltige it: In der aktuellen Grünen-Studie zur Obsoleszenz (nachhaltige IT berichtete ausführlich) wurden allerdings jämmerlich kurze Fäden in Textilien als Beispiel für willkürliche Verschleißproduktion aufgeführt.

Spreng: Ressourcen- und energieintensive Produktion lohnt sich wegen falscher Anreize. So lange es billiger ist, Rohstoffe zu verschwenden als Produkte intelligent und langlebig zu produzieren, wird IT immer zuerst dafür eingesetzt werden, lediglich Zeit oder Energie am einzelnen Produkt zu sparen, statt intelligente Prozesse für mehr Nachhaltigkeit einzusetzen.

nachhaltige it: Wie könnten denn richtige Anreize aussehen?

Spreng: Die Ideen dazu gibt es schon lange: Man müsste einfach statt Arbeit, also Lohnsteuer, den Ressourcenverbrauch besteuern in Form einer Ressourcensteuer, die desto höher ist, je mehr an Rohstoffen und Energie in jedem Produkt steckt. Dann würden sich Reparaturen plötzlich ganz anders lohnen, der gesamte Markt würde sich verwandeln. Und die Mehrheit der Leute hätte,weil die Lohnsteuer ja wegfällt, mehr Geld in der Tasche, um die teureren Produkte auch zu kaufen.

nachhaltige it: Das hat dann aber mit IT nichts mehr zu tun, sondern ist letztlich Wirtschafts- und Steuerpolitik. Ist so eine Politik denn durchsetzbar?

Spreng: Da muss das Klima wohl noch etwas mehr verrückt spielen, aber deswegen ist die Aussage ja nicht falsch. In der Schweiz, wo wir über viele politische Fragen als Bürger abstimmen, gab es vor einigen Jahren einmal den Vorschlag, die Lohnsteuer durch eine Ressourcensteuer zu ersetzen. Diese Abstimmung fand zwar statt, weil dafür genügend Leute den Vorschlag unterstützten, doch bei der eigentlichen Volksabstimmung haben vergleichsweise wenige Menschen zugestimmt, ich erinnere mich an eine Rate um die dreißig Prozent.

nachhaltige it: Es gibt ja auch die These, die etwa Tim Jackson und Niko Paech vertreten, dass man ein ganz neues, weniger an Massenproduktion von Industriegütern orientiertes Wirtschaftssystem braucht, um die Nachhaltigkeitsfrage zu lösen – ganz unabhängig vom IT-Einsatz. Denn wenn weniger Güter produziert würden, weil sie länger halten und reparabel sind, werde es auch weniger Erwerbsarbeit geben, weshalb insgesamt weniger Geld da wäre und aus diesem Grund wieder mehr selbst gemacht oder im Wege der Nachbarschaftshilfe erledigt werden müsste, zum Beispiel Teile der sogenannten häuslichen Dienstleistungen.

Spreng: Daran glaube ich nicht. Ich glaube, wenn man die Wirtschaft stärker auf Ressourcenschonung ausrichten würde, würde trotzdem genügend Wertschöpfung, beispielsweise im Bereich der Reparaturdienste, entstehen, um genügend Beschäftigung zu schaffen. Die Werte, mit denen die oben genannten Leute ihre Ideen unterfüttern, sind allesamt im heutigen Paradigma der ressourcenintensiven Massenproduktion gewonnen und wären unter einem neuen Paradigma so gar nicht mehr anwendbar, deshalb halte ich die Schlussfolgerungen dieser Skeptiker nicht für zwingend.

nachhaltige it: Hängt die mangelnde Nachhaltigkeit nicht auch damit zusammen, dass Geld, zum Beispiel in Form von Managementgehältern oder Shareholder Value, so ziemlich der einzige Maßstab war, an dem sich wirtschaftliches Handeln in den letzten drei Jahrzehnten ausgerichtet hat?

Spreng: Das ist schon richtig. Geld und Macht. Man braucht auch mehr Orientierung am Gemeinsinn, um die Wirtschaft in Richtung Nachhaltigkeit zu bewegen. Das ändert aber nichts an meiner Vorstellung, dass sich dies auch im Rahmen einer Marktwirtschaft realisieren lässt, wenn man die richtigen Anreize setzt. Neue Anreize müssen aber schon sein.

nachhaltige it: Herr Spreng, ich danke Ihnen für das Gespräch.

Online-Klimakonferenz 2012: Call for Papers

Auch in diesem Jahr veranstaltet die Hamburger Universität für Angewandte Wissenschaften wieder online ihre weltweite Klimakonferenz Climate 2012 für Teilnehmer aus aller Welt – diesmal vom 5. bis 12. November – und ruft nach Beiträgen. Sie sollten sich mit einem der folgenden Themenblöcke befassen:
Klimafreundliche Technologien
– für die Energieerzeugung
– für die Energieeinsparung/Energieeffizienz
– für den Transport
– zur Energieerzeugung auf kleinen Inseln.

Summary:As every year, Hamburg University for Applied Sciences organizes the worldwide online climate conference Climate 2012. The university asks for papers dealing with one of the belowmentioned for topics:
climate smart technologies for
– producing energy
– saving energy
– transportation
– to produce energy in small island environments

The mail address for registration is to be found on the website of the conference.

Green-IT-Expertenstellungnahme zur Internet-Enquete: Wenig Konkretes!

Der Sachverständige Hubert Reiser (IT-Chef beim Logistikspezialisten Dachser) beantwortete in einer schriftlichen Stellungnahme Fragen, die aus dem Expertengespräch der derzeit laufenden Internet-Enquete zum Thema Green IT hervorgegangen waren. Fazit des Spezialisten: vieles ginge, aber die Leute tuns nicht, meistens wegen Geld und weil Kriterien wie Hochverfügbarkeit, Sicherheit, Geschwindigkeit und Kosten mehr zählen. Bei Endanwendern spiele dieses Thema erst recht keine Rolle. Diesem Eindruck kann man angesichts der Flut kaum rezyklierbarer Apple-Handys nur beipflichten.
Dann geht es um Logistik. Hier sagt Reiser, die Informatisierung von Kaufprozessen sei an sich ökolgisch ungünstiger, weil mehr logistische Prozesse anfallen würden. Gleichzeitig verzichteten Firmen aber auf Zentralläger und hätten keine eigenen Fuhrparks mehr, was die Ökobilanz der logistischen Abläufe verbessere.
Darüber kann man sich zumindest streiten, denn wenn Zentralläger auf der Straße den Logistikaufwand senken würden, hätten wir ja nicht die über alle Maßen anschwellenden Güterverkehrsmengen. Wäre interessant, dazu mal Zahlen zu lesen, aber ich glaube, die gibt es nicht.
Sehr richtig konstatiert Reiser den Widerspruch zwischen Ressourcenschonung und Energieeinsparung: Wer alle alten Rechner raushaut, dafür ein neues, zentrales RZ baut und die Daten von dort auf Thin Clients spielt, hat sehr viele alte, evtl noch funktionsfähige Rechner (Ressourcen) entsorgt, spart aber am Ende vielleicht Energie. Einige Fragen wurden überhaupt nicht beantwortet, zum Beispiel die nach Einsparmöglichkeiten durch Smart Cities, öffentlicher IT-Beschaffung, umweltgerechter Produktion etc. Die gehen wahrscheinlich an einen anderen Sachverständigen. Konkrete Zahlen zu irgendwas hat Dachser (immerhin als Sachverständiger geladen) übrigens nicht in petto. Ein sehr interessantes Dokument!

Spannende Beiträge auf Greencomputingportal

Neue, spannende Beiträge bringt im Juli das Greencomputingportal: Ein Bericht vom 14.7. befasst sich mit neuesten Forschungen aus Kalifornien: Nanomagneten könnten in Zukunft Datenspeicher bilden, die nur noch einen winzigen Bruchteil der Energie heutiger Speichertechnologien benötigen. Wer gern grüner surfen will, erhält Informationen über den gesamten Markt der grünen Hoster und weiterführende Links hier. Wer ganz genau wissen will, ob sein Surfstrom aus grünen oder dunklen Quellen kommt, kann dies mit dem Green Power Indicator testen, den Greencomputingportal ausführlich erklärt.

Diskussionsangebot zu Energiefragen der Bundesregierung

Wer der Regierung schon immer mal die Meinung zum Thema Energie sagen wollte mit der Chance vielleicht auch gehört zu werden, hat jetzt dazu Gelegenheit: Die Bundesregierung eröffnet einen Online-Dialog, an dem alle, die das möchten, teilnehmen können. Ob und was davon letztlich in die Politik einfließt, bleibt vorläufig im Dunkeln, aber wenigstens die Meinung sagen darf man mal, das ist ja auch schon was. Die IT-Branche hat sicher auch einiges zu diskutieren, zum Beispiel zum Thema Rechenzentren oder Smart Grid… Hier gehts zum Dialog.