Netconomica 2010 beschäftigt sich mit Green IT und Smart Grids

AM 21 April dieses Jahres findet in Bonn die diesjährige Netconomica statt. Der jährliche Kongress beschäftigt sich traditionell mit IT- und Telekommunikations-Infrastrukturthemen. In diesem Jahr geht es um den Zusammenhang zwischen Telekommunikations- und IT-Netzen bei der Herstellung einer sparsamen und nachhaltigen Energieversorgung, also das sogenannte Smart Grid, sowie um klassische Green-IT-Themen wie effiziente Datenzentren. Die Teilnahmegebühr beträgt 400 Euro, für Bildungseinrichtungen gibt es ein kleines Kontingent verbilligte Tickets. Näheres auf der Website.

Greenpeace: 210 Milliarden Euro reichen für europaweites Smart Grid

Wer Renewables will, kommt um ein intelligentes, flexibel steuerbares Stromnetz, ein sogenanntes Smart Grid, nicht herum. Nun hat Greenpeace in einer aktuellen Studie (deutsche Zusammenfassung) (Langfassung) dargestellt, welche Voraussetzungen ein solches Netz erfüllen und was es voraussichtlich kosten würde – allerdings nur bezogen auf die erforderlichen Verbindungen und ihre Schaltstellen. Smart Meter und anderes Equipment beim Endkunden oder den Erzeugern bleiben außen vor.
Das Ergebnis: Mit 290 Milliarden Euro bis 2050 ließe sich ein Netz aufbauen, das ganz Europa auch dann zuverlässig mit erneuerbar erzeugtem Strom aus unterschiedlichen Quellen versorgen könnte, wenn im Winter der Himmel wolkenverhangen ist und Flaute herrscht. Voraussetzung dafür wäre natürlich, dass gleichzeitig entsprechende neue nachhaltige Stromerzeugungsanlagen entstehen, doch dafür, so scheint es, werden gerade in verschiedenen Projekten (Windstrom aus der Nordsee, Desertec) die Weichen gestellt.
Aber Spaß beiseite: Greenpeace geht davon aus, dass vor allem neue Leitungen benötigt werden, die Norden und Süden, Osten und Westen Europas mit genügend leitungskapazität miteinander vernetzen. Dies soll dazu dienen, bei ungünstigen Bedingungen in einer Überschusserzeugung aus anderen Gegenden zuzuführen und so die Spannung im Netz konstant zu halten – eine Aufgabe, die in der heutigen Netzarchitektur wenige Grundlast-Kraftwerke auf Basis von Atomkraft und Kohle erledigen.
Greenpeace geht davon aus, dass 34 Hochspannungs-Wechselspannungsleitungen zwischen benachbarten europäischen Ländern, 17 Hochspannungs-Gleichstromübertragungsnetze innerhalb Europas und 15 Supernetze zum Teil innerhalb Europas und zum Teil zwischen Europa und Afrika verlegt werden müssten.

Summary:Greenpeace recently published a study about how much money and new electricity lines would be necessary to build a Smart Grid all over Europe that would supply Europe with renewable energy 24/7/365.

Kommentar: Ein ketzerischer Vergleich: 800 Milliarden Dollar machte allein die amerikanische Regierung 2009 locker, um notleidende Banken zu unterstützen und die Konjunktur zu stützen, auch in Europa wurden bereits mehrere hundert Milliarden Euro in denselben Zweck gesteckt. Vielleicht sollte man einfach vorschlagen, dass diese Subventionen von den Begünstigten in das neue Stromnetz gesteckt werden, stat zu jammern, dass all dies viel zu teuer wäre!

Green IT soll Klima retten, Wettbewerb soll dabei helfen

Beim IT-Gipfel in Stuttgart durfte nachhaltige-it.blog.de nicht fehlen. Und tatsächlich, der Besuch hat sich gelohnt. Erstens gab es teilweise kabarettreife Einlagen der politisch Verantwortlichen, zweitens gab es frohe Kunde hinsichtlich der Rolle von Green IT. Denn die soll im Jahr 2020 immerhin ein Viertel der sonst anfallenden deutschen Kohlendioxidausstöße neutralisieren – ein Szenario, das aber nur mit dem kräftigen regulatorischen Eingreifen des Staates Wirklichkeit werden dürfte … Weiter

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IT-Firmen wollen ins Smart-Grid-Geschäft – Netzstrom scheint Wasserstoff-Ansatz zu ersetzen

Unternehmen, die eigentlich in der IT, besonders im Bereich Elektronik oder Netzwerke, zu Hause sind, möchten vom Klimawandel profitieren. Ein wichtiges Geschäftsfeld ist dabe die Smart-Grid-Technologie, also der Aufbau intelligenter Stromnetze. Sie sollen einerseits die Einspeisung von Energie aus vielen dezentralen Energiequellen unterstützen, andererseits die zentrale Steuerung dezentraler Systeme, besonders großer Energieverbraucher in Haushalten (zum Beispiel Kühltruhen, Wäschetrockner oder Waschmaschinen) unterstützen. Aber auch bei der Steuerung größerer Solar- und Windenergieanlagen können IT-Wissen und -Technik absolut segensreich wirken. Gegenüber dem Smart-Grid- scheint jedenfalls der Wasserstoffansatz zunehmend ins Hintertreffen zu geraten. Weiter …

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VDE: Kommunikationsnetzwerke sollen Energie sparen

Wie nachhaltige-it schon berichtete, hat der Der Verband der Elektrotechnik, Elektrnik und Informationstechnik e.V. (VDE) eine Studie publiziert, in der es um die Verbesserung der Energieeffizienz von Kommunikationsnetzen geht. Hier einige Details für die, die nicht dazu kommen, die Studie herunterzuladen:

Die Untersuchung geht davon aus, dass sogenannte e-Services etwa acht Prozent der global erzeugten elektrischen Leistung verbrauchen, das entspricht etwa 160 GWh (Gigawattstunden). 2020 sollen es schon 400 GWh sein. Pro Jahr steigt der Energieverbrauch in Kommunikationsnetzen um 16 bis 20 Prozent. Ein besonderer Motor von Verbrauchssteigerungen sind die Breitbandnetze.

Die wichtigsten Verbrauchstreiber in Deutschland sind Kupfer-Zugangsleitungen für DSL mit den dazu gehörigen drahtlosen Routern, die Basisstationen des Mobilfunknetzes, Hochgeschwindigkeits-Firmenlans. Knoten des Weitverkehrsnetzes verbrauchen anteilsmäßig nicht sher viel, haben aber wie Rechenzentren eine sehr hohe Energiedichte.

Ein wichtiger Ansatzpunkt zur Steigerung der Energieeffizienz ist laut VDE der verstärkte Einsatz optischer Technik, weil dadurch
– weniger Kühlbedarf anfällt
– mehr Bauteile auf kleinerer Fläche integriert werden können
– neue, energieeffizientere Netzstrukturen möglich werden.
Deshalb fordert der CVDE die Entwicklung eines paketorientierten, passiven optischen Transportnetzes mit bis zu 100 TBit/s pro Knoten und nur einem Hundertstel des üblichen Energieverbrauchs.

Hier dürfte aber das breitflächige Vorhandensein einer Kupfer-Infrastruktur sowie die immer noch hohen Kosten von Glasfaser hinderlich wirken.

Viel erhofft sich der VDE auch von dynamischen Aktivierungs- und Deaktivierungsmechanismen, also dem Abschalten momentan nicht benötigter Komponenten, Funktionen oder ganzer Geräte. Allerdings mahnt der Verband erhebliche Forschunganstrengungen an, bis das verwirklicht werden kann. So müsste das Zusammenwirken der Netzschichten und -funktionen komplett neu überdacht und geregelt werden. Hierdurch seien Einsparungen bis 60 Prozent möglich.

Außerdem könne man völlig neue Netzwerk-Paradigmen entwickeln, zum Beispiel Netze, die sich gegenseitig unterstützen und ihre Ressourcen wechselseitig optimal ausnutzen (kooperatives Networking), KI-Mechanismen nutzen (kognitives Networking), den Verbindungszustand der jeweiligen Netzverbindungen besser berücksichtigen (opportunistisches Networking) – dies besonders bei Netzen mit mobilen Teilnehmern – oder die Relevanz beziehungsweise Irrelevanz von Verzögerungen selbst einschätzen und Daten entsprechend behandeln können.

Bei der Verbesserung der Energieeffizienz von Mobilnetzen setzt der VDE auf
– Energieverbrauchsreduktion der Einzelgeräte (bei Basisstationen: selbstorganisierendes Management, teilweise An- oder Abschaltung, höhere Wirkungsgrade bei leistungsverstärkern)
– Energieeinsparung als generelles Optimierungskriterium
– Nutzung niedrigerer Frequenzbereiche, wo dies möglich ist
– möglichst kleinen Betriebsfrequenzen
– Protokolloptimierung in Hinblick auf die Energieeffizienz
– neue Antennentechnologien
– Integration von Ad-hoc-Netzen in die Infrastruktur
– selbstorganisierende Multi-Hop-Zugangsnetze
– Installation von Femtozellen für die Innenversorgung

Weiter fordert der VDE grundsätzlich andere Optimierungsziele beim Bauelementedesign. Es habe bisher eine einseitige Fixierung auf die „Auslegung der Systeme auf Siptzenbetrieb“ gegeben. Neue Technologien wie Carbon-Nanotubes, Nanowires und Molekularelektronik oder Quantenelemente könnten hier helfen. Auch auf Bauelementen sei ein dynamisches Energiemanagement möglich, Overheads müssten verringert werden. Lpgik solle möglichst fest verdrahtet werden, sofern Funktionen ausreichend stabil sind. Gerade in Netzwerkprozessoren könne man durch gezieltes Power-Management im SoC (System on a Chip) viel erreichen.

Am Ende seiner Untersuchung schließt der VDE den Kreis zwischen IT und Energietechnik: Netzwerke mit ihren im ganzen Land verteilten Stationen, Verteilern und Kabeln seien die „größten und mächtigsten … Systeme der modernen Industriegesellschaft“ könnten zur dezentralen Energiegewinnung und -einspeisung verwendet werden. Außerdem könne man die Abwärme der Geräte sinnvoll nutzen.

Kommentar: Es ist dankenswert, dass sich endlich eine der großen Industrievereinigung der Rolle der Netze beim Energieverbrauch annimmt, das Thema wurde schon zu lange ignoriert. Die vielen vorgeschlagenen Maßnahmen bedürfen allerdings erheblicher Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen. Visionär und zukunftsweisend ist, dass der VDE die Vorstellungen der IT-Infrastrukturen als Bestandteil der zukünftigen Energieinfrastruktur (Stichwort Smart Grid) aufgreift und noch erweitert.

Summary: VDE analyzed future possibilities to reduce the energy use of public and private network infrastructures. Most important according to the study are the building of a passive optical 100 Tbit/s backbone infrastructure, a reworking of all interconnection and protocol mechanisms in local and global networks aiming to enable new mechanisms of energy saving (e.g. partial switchoff of components or switch-on on demand, cooperation instead of competition among different networks, AI use etc.) and a new philosophy in system and chip design that puts „energy efficiency“ first.

WWF-Studie zu 2050: Was die IT zum guten Klima beisteuern muss

Die bereits an vielen Stellen zitierte Studie des WWF zum Klimaszenario 2050 benennt auch einige Felder, wo insbesondere intelligente IT-Systeme dazu beitragen können und müssen, die Energieeffizienz um die in der Studiegenannten 95 Prozent anzuheben.
Es sind dies:
– die Optoelektronik. Sie soll die Bandbreite in den Netzen, die Geschwindigkeit und die Leistungsfähigkeit von Anwendungen erhöhen. Außerdem soll der Einsatz von optoelektronischen Bauelementen die Abwärme von IT reduzieren.
– neue Batterien und Batteriesysteme und Stromspeicher für alles und jedes
– Statt gigantischer Displays sogenannte Visoren, also unmittelbar vor dem Auge angebrachte und deshalb extrem miniaturisierte Darstellungsflächen
– Systeme zur Gebäudesteuerung und – automatisierung
– leistungsfähigeres Verkehrsmanagement durch IuK
– IT zur Regulierung sogenannter Smart Grids, die zum Beispiel den Strombedarf mit Hilfe vernetzter, intelligent ausgerüsteter Elektrogeräte so regulieren, dass Lastspitzen abgefedert und erneuerbarer Strom optimal ins Netz integriert werden kann.
Im eigenen Land soll 2050 kein Atomstrom mehr erzeugt werden, die Gesamtstromerzeugung soll zwischen 400 und 450 TWh liegen – etwas unterschiedlich, ob mit oder ohne Kohlendioxid-Abscheidung gerechnet wird. Das sind mehr als 20 Prozent weniger als heute. Es wird aber nicht ausgeschlossen, dass Deutschland 48 TWh (unter zehn Prozent der Gesamterzeugung) Strom von außen importiert, die in der Gesamtsumme enthalten sind. Wie dieser Strom dann erzeugt ist, lässt die Studie offen. Die Kohlendioxiderzeugung bei der Stromproduktion soll dann nur noch bei 14 Mio t liegen, das sind 96 Prozent weniger als heute. Größere Absenkungen des Lebensstandards und der Bequemlichkeit seien dafür, so die Autoren der Studie, nicht erforderlich, entschlossenes Handeln schon. Hoffentlich nimmt sich das unsere Regierung zu Herzen.