Green IT

Unter dem Stichwort Green IT (seltener auch Green ICT) versteht man Bestrebungen, die Nutzung von Informationstechnik (IT) oder weiter gefasst aller Informations- und Kommunikationstechnologie (früher IKT oder IuK, engl. ICT) über deren gesamten Lebenszyklus hinweg – vom Design der Systeme und der Produktion der Komponenten über deren Verwendung bis zur Entsorgung oder dem Recycling der Geräte umwelt- und ressourcenschonend zu gestalten.

Definition

Dabei stehen zwei Themen im Vordergrund: zum einen der Energieeinsatz bei der Produktion und der Nutzung von Hardware, beispielsweise Computer, Monitore, Drucker, aber auch (Mobil-) Telefone, und zum anderen die verwendeten Materialien und Produktionsmittel. Letzteres schließt insbesondere die Schadstoffthematik mit ein, also ob schädliche Stoffe in der Produktion anfallen oder ob Gifte wie Blei oder Brom im Endprodukt enthalten sind und bei dessen Betrieb oder Entsorgung freigesetzt werden. Näheres wird in der RoHS-Richtlinie der EU festgelegt.

Eine weitere Unterscheidung wird zwischen der Energieeinsparung während der Nutzung von ICT (z. B. Niedrigenergie-Notebooks) und der Energieeinsparung durch dessen Nutzung (z. B. Ersetzen von Dienstreisen durch Videokonferenzen) gemacht. Mit anderen Worten: es geht einerseits um die Verwendung von energieeffizienteren ICT-Produkten (green in ICT) und andererseits um die Emissionsreduzierung durch die Anwendung von ICT-Geräten (green through ICT).

Bedeutung des Themas: Warum soll die IT grün werden?

Energy Star Logo

Auch wenn das Thema Klimaschutz aktuell eine Aufmerksamkeit in der Öffentlichkeit erlebt, sind die Umweltbestrebungen der IT-Industrie nicht neu. So gibt es zum Beispiel seit 1992 in den USA und seit 2002 - über eine Verordnung der Europäischen Union - auch in Europa den Energy Star, der elektrischen Geräten Stromsparkriterien bescheinigt. Diese Richtlinien werden regelmäßig überarbeitet und neuen technischen Gegebenheiten angepasst.

Im Zusammenhang mit der aktuellen Klimaschutzdebatte ist es nicht überraschend, dass auch die IT intensiv betrachtet wird. Mehrere Studien gehen davon aus, dass die anfallende CO₂-Menge der weltweiten IT in etwa dem CO₂-Ausstoß des internationalen Luftverkehrs entspricht. ^[1]

Die rasante Entwicklung der ITK-Branche, deren Produkte mittlerweile fast alle Aspekte des täglichen Lebens prägen, bedeutet nicht nur Erleichterungen in diesen Bereichen, sondern auch einen stetig wachsenden Energiebedarf – sowohl in der Industrie und Wirtschaft, als auch beim privaten Endverbraucher.

Aktuell sind zahlreiche Veröffentlichungen ^[2] und Initiativen präsent. Einige Beispiele:

• Der deutsche Branchenverband BITKOM (Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e.V.) hat bereits mehrere Initiativen und Studien zu Green IT eingeleitet. Green IT war unter anderem ein zentrales Thema der CeBIT 2008, mit einem Green-IT-Führer, einem Green-IT-Dorf und einem Kongress- und Ausstellungsprogramm wurde dem Thema Rechnung getragen. Hier wurde anhand zweier Musterbüros demonstriert, wie viel Strom durch effiziente Nutzung heute im Vergleich zu 2003 eingespart werden kann.
• IBM startete im Sommer 2007 eine Initiative mit dem Titel „Project Big Green“ und zielt dabei auf die Energieeffizienz von Rechenzentren.
• Fujitsu Siemens Computers startete 1988 mit seinem ersten Recycling-Programm, brachte 1993 den ersten Green PC und 2002 das erste Mainboard ohne Blei heraus. Seit 2008 gibt es den Green PC und auch den Zero Watt Monitor.
• Greenpeace ist wie in vielen Umweltthemen auch hier aktiv, exemplarisch der Report zu Gift im iPhone „Missed Call: iPhone’s hazardous chemicals“ und der aktuelle „Guide to greener electronics“ vom September 2007.
• Der Berliner Umweltpreis des BUND in der Kategorie „Wirtschaft und Innovation“ wurde an die Strato AG verliehen, die ab 2008 ihre Rechenzentren komplett mit CO₂-freiem regenerativ erzeugtem Strom betreibt.
• Beispiele dafür, wie Städte mit IT dem Klima helfen, wurden von Siemens IT Solutions and Services auf der „High level ICT for Energy Efficiency Conference“ in Brüssel am 19. März 2009 vorgestellt. Beispielsweise hat sich seit Einführung eines City-Mautsystem mit automatischer Kennzeichenerkennung der Stau in der Londoner Innenstadt um etwa ein Drittel reduziert; das dezentrale Energiemanagementsystem (DEMS) kann gleichzeitig mehrere Kraftwerke steuern und überwachen und spart Energie durch effizientere Ressourcennutzung. Und das Formularmanagement (FMS) macht das Melden von aktuellen CO₂-Emissionen unkomplizierter und transparenter.^[3]

Allerdings gibt es auch kritische Stimmen: Die Deutsche Bank Research wies im Vorfeld der CeBIT 2009 darauf hin, dass derzeit festzustellen sei, dass bei den bisherigen Maßnahmen der Green IT keine positive Gesamtbilanz zu ziehen ist. Durch die ständig steigende Anzahl von Geräten der Informations- und Kommunikationstechnologie und ihre immer ausgedehntere Nutzung würden Strom- und Rohstoffverbrauch ungebremst weiter ansteigen. Der Begriff "Green IT" ist aus dieser Sicht irreführend. ^[4]

Die besondere Rolle der Rechenzentren

Die größten Stromfresser in der IT-Branche sind die Rechenzentren und die Server. Ihre Energiedichte und damit ihr Kühlungsbedarf steigen stetig an. Inzwischen verschlingen die Servergeräte in den Rechenzentren die Hälfte des gesamten Stromverbrauchs, die andere wird für die benötigte Infrastruktur wie zum Beispiel unterbrechungsfreie Stromversorgung, Stromverteilung, Kühlung und ähnliches benötigt.

Stromverbrauch

Eine Studie des Borderstep-Instituts im Auftrag des Bundesumweltministeriums hat gezeigt, dass sich der Stromverbrauch von Rechenzentren in Deutschland im Jahr 2006 im Vergleich zum Jahr 2000 mehr als verdoppelt hat. 2006 lag er schon bei etwa 8,7 Terawattstunden – das ist die Jahresstromproduktion von drei mittelgroßen Kohlekraftwerken ^[5]. Nach Berechnungen einer Studie des Borderstep-Instituts im Auftrag des Branchenverbandes BITKOM wiederum betrug der Stromverbrauch von Servern und Rechenzentren 2008 in Deutschland 10,1 Terrawattstunden – das entspricht 1,8 Prozent des Gesamtstromverbrauchs. Die damit verbundenen Kosten beliefen sich auf rund 1,1 Milliarden Euro. Die Autoren erwarten, dass bis 2013 der Energieverbrauch sogar um weitere 50 Prozent ansteigt, wenn Unternehmen an den bisherigen Praktiken beim Serverbetrieb festhalten. Mithilfe von Green IT lässt sich laut Studie der Verbrauch deutscher Rechenzentren auf die Hälfte senken – trotz kontinuierlich steigender Rechen- und Speicherleistung ^[6].

Nach einer Studie von Jonathan Koomey an der Stanford University lag 2005 der Stromverbrauch aller Server in den USA bei 2,6 Millionen Kilowattstunden, was 0,6 Prozent des gesamten Stromverbrauchs der Vereinigten Staaten entspricht. Rechnet man den Stromverbrauch für die notwendigen Infrastrukturen mit ein, beläuft sich der Verbrauch auf 1,2 Prozent. Im Ergebnis bedeutet dies, dass alleine in den USA fünf Kraftwerke der 1.000-Megawatt-Klasse nur laufen, um alle Rechenzentren und deren Infrastruktur mit Strom zu versorgen. Der Autor schätzt, dass es weltweit sogar 14 Kraftwerke sind ^[7].

Ein gängiger Richtwert besagt, dass die rund um die Uhr laufenden Server durchschnittlich nur zu 10 bis 20 Prozent ausgelastet sind. Meist legt man die Serverkapazitäten anhand der Betriebsspitzen aus, die jedoch nur selten erreicht werden. Ein Konzept hin zur Green IT ist hier die Konsolidierung: Dabei werden heterogene Systeme zusammengeführt und die Zahl an Servern und Rechenzentren reduziert. Eine weitere Möglichkeit für Rechenzentren mit einer besseren Kapazitätsauslastung ist die Virtualisierung. Damit lassen sich Anwendungsprogramme, die bisher auf verschiedenen Rechnern verstreut liefen, in virtuellen Maschinen auf leistungsfähigen Rechnern bündeln. Das Ergebnis: Server können sehr viel höher, etwa um bis zu 50 Prozent, ausgelastet werden.

Unterstützt wird die Virtualisierung von Konzepten wie Serviceorientierten Architekturen (SOA) und Software as a Service (SaaS). SOA schlüsselt Geschäftsprozesse nach Rechenleistungen auf, wodurch sich die nötigen Ressourcen in Rechenzentren genau bestimmen lassen. SaaS verlagert Anwendungsprogramme von lokalen Rechnern auf zentrale Hochleistungsmaschinen und nutzt dort die Potenziale zum Ressourcen-Sharing. Moderne IT-Managementsysteme können die tatsächlich benötigten Serverkapazitäten voraussagen und die Leistungen nach Bedarf drosseln, ab- oder zuschalten.

Der IT-Dienstleister Siemens IT Solutions and Services gibt an, die Auslastung der unternehmensinternen Rechenzentren mittels Konsolidierung und Virtualisierung auf über 80 Prozent gesteigert zu haben. Der gesamte Energieverbrauch habe sich dadurch um über 30 Prozent verringert ^[8]. Gleichzeitig wurde die Zahl der deutschen Rechenzentren von 70 auf 30 reduziert. Im Mai 2008 eröffnete das Unternehmen in Peking ein neues Rechenzentrum, das die Infrastruktur aller IT- und Telefondienstleistungen von über 70 Siemens-Standorten in China und der Mongolei beherbergt. Nach Angaben von Siemens IT Solutions and Services verbrauchen die Server rund 37 Prozent weniger Energie als handelsübliche Server ^[9].

Rechenzentrumskühlung

Ein weiterer wichtiger Aspekt der Green IT, der hohe Optimierungspotenziale bietet, ist die Rechenzentrumskühlung. Das Marktforschungsinstitut Gartner hat in Studien erhoben, dass zwischen 35 und 50 Prozent der gesamten Energiekosten eines Rechenzentrums für die Kühlung aufgewendet werden. In den kommenden Jahren erwarten Gartner und International Data Corporation (kurz IDC) einen Kostenanteil, der deutlich über die 50-Prozentmarke hinausgehen wird, wenn Rechenzentrumsbetreiber, Facility- und IT-Verantwortliche diesem Trend nicht durch rechtzeitige thermische Optimierungen und eine Erhöhung der Kühlungseffizienz entgegensteuern. Gartner hat hierzu 11 Best Practices zusammengestellt, die die folgenden Maßnahmen umfassen:^[10]

1) Die Abdichtung von Kabelöffnungen, Rohrleitungen …
… und weiteren Einlässen in Doppelböden, an denen unkontrolliert gekühlte Luft entweicht. Bis zu 10 Prozent des aufgewendeten Energieverbrauchs für die Kühlung lassen sich so einsparen.^[11]

2) Die Versiegelung von unbelegten Höheneinheiten in Racks
Hierdurch soll verhindert werden, dass keine von den Servern abgegebene heiße Luft zur vorderen Rackregion in den Kaltgang rezirkulieren kann. Dafür empfiehlt sich die Verwendung von Blindblenden (blanking panels), die an den Rackprofilen angebracht werden. Neben einer dadurch erreichten Abscheidung von Kalt- und Warmluftbereichen in Rackumgebungen verhindert diese Maßnahme eine Bildung von Wärmenestern an den Racks und bewahrt die Hardware so vor Überhitzung, hitzebedingten Systemstörungen oder gar Ausfällen. Laut Gartner lässt sich die Lufttemperatur durch den Einsatz von Blindblenden durchschnittlich um 5,6 Grad senken.

3) Nicht effiziente Kühlungssysteme ersetzen
Ältere Klimaanlagen funktionieren noch nach dem Prinzip, dass die Kühlung von Serverräumen und die Entfeuchtung der Luft getrennt geregelt werden. Hier gilt es, diese Vorgänge synchronisiert zu regeln und ggf. veraltete Anlagen aufzurüsten oder auszutauschen.

4) Platz im Doppelboden schaffen
Die erzeugte Kühlluft wird in der überwiegenden Zahl der in der BRD in Betrieb stehenden Datacenter durch den Doppelboden zu den Racks geführt. Ganze Bündel von Daten- und Versorgungskabeln, die durch den Doppelboden geführt werden, stellen eine Behinderung des Kühlluftstroms dar und vermindern den Kühlluftdruck und die Strömungsgeschwindigkeit. Infolgedessen müssen die Kühlanalagen mit hohen Lasten gefahren werden, um eine ausreichende Kühlluftversorgung sicherzustellen. Dieses wirkt sich natürlich erheblich auf den Energieverbrauch aus.

5) Anordnung der Racks nach dem Kalt/Warmgangprinzip
In konventionellen Datacentern sind die Racks häufig noch nach dem "Klassenzimmer-Prinzip" angeordnet, d. h. die hintere Rackreihe ist jeweils an der Rückseite des voranstehenden Racks platziert. Die Crux besteht darin, dass die Hardware in den hinteren Rackreihen die Warmluft der vorderen Rackreihen ansaugt und dadurch zu überhitzen droht, was zu Systemstörungen oder gar zu Ausfällen führen kann. Demnach verlangt ein zeitgemäßes und kühlungseffizientes RZ-Design eine Kalt/Warmgang-Anordnung, bei der sich die Rackfronten bzw. Rackrückseiten direkt gegenüberstehen.

6) Überwachung der Umgebungsparameter per Sensorik
Um Wärmenester oder kritische Kühlungsbereiche identifizieren und diese Bereiche thermisch optimieren zu können, empfiehlt Gartner den Einsatz von Temperatursensoren, die sinnvoll an den Racks platziert werden.

7) Die Kaltgangeinhausung im Rechenzentrum
Die aktive Hardware in den Racks saugt die kalte Luft an der Rackfront an und gibt diese nach erfolgter Kühlung an der Rackrückseite als heiße Luft in den Warmgang ab. Fatalerweise steigt die Warmluft dort am hinteren Rackkorpus auf und strömt darüber hinweg wieder zur Rackfront in den Kaltgang zurück. Ebenso kann die Warmluft durch nicht abgedichtete Höheneinheiten im Rack oder an den beiden Flanken des Schrankes in den gekühlten Bereich rezirkulieren. Hierüber findet ein thermischer Aufschaukelungsprozess statt, der sukzessive zu einer Temperaturerhöhung im kalten Gang führt. Konventionell wird dieser Hitzeentwicklung nur durch eine Erhöhung der Leistung der Kühlanlagen entgegengewirkt, was zu einem immens hohen Energieverbrauch führt. Essenziell ist es aus Sicht von Gartner und gemäß den Leitlinien für energieeffiziente Rechenzentren der BITKOM heute daher, die Warmluft einfach hermetisch vom Kaltgang zwischen den Rackfronten abzuschirmen. Diese Abtrennung lässt sich entweder über eine komplette bauliche Kaltgangeinhausung oder mittels eines Kunststoff-Vorhangs bewerkstelligen – bei nahezu identischem Wirkungsgrad. Messungen haben ergeben, dass bei konstanter Kühlleistung der Unterschied zwischen den Temperaturen im Warm- und Kaltgang zwischen 10 und 15 Grad Celsius liegt. Je nach Größe und räumlichen Gegebenheiten in diversen Rechenzentren kann so die Kühlleistung der Anlagen um bis zu 30 % reduziert werden. Bestätigt werden diese Zahlen durch einen Anwendungsbericht zur Kaltgangeinhausung per PVC-Vorhang im US-Testrechenzentrum von NetApp, der in dem vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit und Borderstep Institut erstellten Report „Energieeffziente Rechenzentren: Best-Practice-Beispiele aus Europe, USA und Asien“ ^[12] enthalten ist.

8) Höhere Temperaturen im RZ wagen
Jedes Grad Celsius um das die Temperatur in einem Rechenzentrum abgesenkt wird, verursacht einen rund 5 % höheren Energieverbrauch bei der Kühlung. Demnach plädiert Gartner für höhere, aber natürlich noch zulässige Temperaturen und stützt sich dabei auf eine Empfehlung der American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE), wonach zeitgemäße RZ-Layouts sogar Umgebungstemperaturen von bis zu 26,6 Grad verkraften können. In Anbetracht der Tatsache, dass in vielen deutschen RZ immer noch Temperaturen zwischen 15 und 16 Grad Celsius vorherrschen, birgt diese Maßnahme gemäß der obigen Faustformel hohe Einsparpotenziale.

9) Regulierbare Lüfterssysteme einsetzen
Es wird nicht zu jeder Zeit immer gleich viel Luftstrom benötigt, um die Temperaturen an den Racks konstant zu halten. Demnach kann es laut Gartner sinnvoll sein, die Kühlungsausbeute per Rack mit entsprechenden Sensoren zu erfassen und auf regelbare Lüftersysteme zu setzen, die im Bedarfsfall mit höherer oder geringer Leistung laufen. Eine Verringerung der Geschwindigkeit oder Drehzahl bei den Lüftern um 10 % kann laut Gartner bis zu 27 % Energieersparnis erbringen.

10) Möglichkeit für Freiluftkühlung prüfen
Angesichts der zahlreichen kühlen Monate mit geringen Außentemperaturen kann es für RZ-Verantwortliche sinnvoll sein, die Möglichkeit einer Freiluftkühlung zu prüfen. Je nach Lage, Größe und Eignung für diese Form der Kühlung können p. a. bis zu 8000 Stunden kostengünstig gekühlt werden.

11) Ein modulares Konzept zur Kühlung wählen
Gekühlt sollte dort werden, wo die Hardware nach Kühlung verlangt. Demnach gilt das Konzept, ganze Rechenzentren oder Serverräume in allen Sektoren konstant auf Wohlfühltemperatur für die Hardware zu halten, als überholt. Methoden wie eine rackspezifische und frei skalierbare Kühlung sollten geprüft werden.

12) Effizientere Kühlmethoden
Dazu könnte z. B. Wasserkühlung auch im Serverbereich eingesetzt werden, um die nicht unbedeutenden Wärmemengen energiesparender abzuführen. Weitere Vorteile wären eine geringe Leistungssteigerung bei kühleren Prozessoren und eine längere Lebensdauer.

Bei allen diesen Best Practices darf natürlich nicht darüber hinweggegangen werden, dass sich die richtige Wahl der Optimierungsmaßnahmen immer am Status quo einer bestehenden IT-Umgebung orientieren muss. Aus diesem Grund sollte jeder „Klimatisierungskosmetik“ im Sinne der Green IT eine umfassende Analyse der thermischen Ist-Zustände im Rechenzentrum vorausgehen. Dazu sollte eine IT-Infrastruktur vor Ort fachmännisch unter die Lupe genommen, um zum Beispiel die Luftströme über und im Doppelboden, Kühlluftverluste, den Wirkungsgrad der Cooling-Systeme, die Hitzeentwicklung an den Racks und weitere wichtige Kühlungsparameter zu messen und aufzuzeigen. Auf Basis einer Auswertung dieser Daten sollte dann ein sinnvoller Maßnahmenkatalog erarbeitet werden, der exakt die zu erwartende Einsparung für jeden einzelnen Optimierungsschritt oder bei einem Ineinandergreifen mehrerer thermischer Korrekturen beziffert. Nur so können Amortisationszeiten solide bestimmt und IT-Entscheidern damit schlagkräftige Argumente an die Hand gegeben werden, um entsprechende Investitionen zu rechtfertigen.

Die Sichtweise der Unternehmen: Verantwortung und Kosten

Neben den positiven Effekten der Umweltaktionen hinsichtlich Image und gesellschaftlichem Engagement für die Unternehmen gibt es auch deutliche Kostenaspekte, die den Ideen der Green IT Vorschub leisten. Letzterer Aspekt geht klar aus einer Studie unter IT-Entscheidern von Forrester Research vom Mai 2007 hervor: „insbesondere Kostenfaktoren seien für das Interesse an Strom sparenden Lösungen verantwortlich“.

In Anbetracht stetig steigender Stromkosten ist das Einsparpotential ein wichtiger Aspekt: IBM geht davon aus, dass sich in größeren Rechenzentren bis zu 42 % des Stromverbrauchs einsparen lässt, damit verbunden natürlich auch die Kosten.^[13] Insofern lautet der Auftrag an die Unternehmen, sich nicht nur der neuesten Entwicklungen in ihren Branchen anzunehmen, sondern diese Möglichkeiten der Energieeinsparung öffentlich zu machen, damit sie auch genutzt werden.

Die Rolle des Betriebssystems

Der Betriebssystemhersteller Microsoft wurde kritisiert, dass das Betriebssystem Windows nicht über entsprechende Mechanismen verfügt, um effizient mit Energie umzugehen. ^[14] Aufgrund des hohen Marktanteils des Betriebssystems könnte dies weltweit große Auswirkungen auf die Energienutzung haben. Laut Microsoft hat sich dieser Umstand seit Windows Vista geändert^[15], dies ist jedoch umstritten. Das Problem ist weitgehend darauf zurückzuführen, dass Windows bis zur Vista-Version keine zentrale Verwaltung des Energiemanagements durch den System-Administrator unterstützte. Diesem Umstand ist es geschuldet, dass viele Unternehmen ihre Energienutzung auf Einzelrechnern nicht optimieren.

Mit der Einführung von Windows Vista wurde dieser Missstand teilweise durch die Einführung eines zentralen Energiemanagements behoben. Das neue Energiemanagement wird jedoch aufgrund seiner Inflexibilität kritisiert. Hauptkritikpunkt ist dabei die fehlende Möglichkeit, das Energiemanagement dynamisch an die aktuellen Bedürfnisse anzupassen. Dementsprechend gibt es auf dem Markt einige Softwareprodukte, die diese Lücke füllen.

Die Rolle der Kommunikationsnetze

Die Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) spielt eine erhebliche Rolle bei der Aufgabe, den Energieverbrauch zu reduzieren und die Energieeffizienz der Wirtschaft zu erhöhen, in anderen Worten: die Emissionen zu reduzieren und das Wirtschaftswachstum zu fördern. Europa benötigt IKT-unterstützte Verfahren, um die Energieerzeugung, die Energieverteilung und den Energieverbrauch zu kontrollieren, zu steuern und das gesamte Energiesystem effizienter zu machen. Gleichzeitig weist die EU aber auch darauf hin, dass die IKT ihren eigenen Energieverbrauch kontrollieren und effizienter gestalten muss.

Betrachtet man den Energiebedarf der gesamten Produktionskette der „e-Services“ ohne den Energiebedarf für die Herstellung von Geräten und deren Entsorgung mit einzubeziehen, dann zeigt sich, dass die IKT heute weltweit etwa 8 % der global erzeugten elektrischen Leistung, d.h. 160 GW benötigt. Wegen des starken Wachstums der IKT-Märkte und wegen der rasch steigenden Verbreitung von IKT-Lösungen wird ein auf ca. 400 GW anwachsender Leistungsbedarf der IKT für das Jahr 2020 prognostiziert.

Eine detaillierte Analyse zeigt die Dominanz der PCs und Endgeräte (TV) hinsichtlich des Gesamtenergieverbrauchs der IKT, wobei man davon ausgehen kann, dass der Energiebedarf für Kommunikationstechnik durch den Breitbandausbau und Heimnetze deutlich wachsen wird. Der zweit- und drittgrößte Anteil des Energieverbrauchs der IKT wird in Datencentern (Rechenzentren) und in der Netzwerktechnik festgestellt. Das Borderstep Institut prognostiziert in Summe für alle Rechenzentren in Deutschland im ungünstigsten Fall einen Energieverbrauch von ca. 13 TWh/Jahr (bzw. 1,4 GW mittlerer Leistung) im Jahr 2010. Allerdings zeigen die Studien auch, dass es gelingen könnte, mit neuen Techniken den Energiebedarf nahezu zu dritteln.

Angesichts der prognostizierten Zahlen des Energiebedarfs durch die IKT stellt sich deshalb die Frage, wie die Netze der nächsten Generation gestaltet werden müssen, um energieeffizient zu arbeiten. Dies betrifft sowohl den Energieverbrauch an sich, als auch die Nachhaltigkeit von Systemen und Komponenten. Im Gesamtlebenszyklus z.B. von Heimcomputern ist der Energieverbrauch während des Betriebes nur ein Aspekt, da für die Produktion und Entsorgung dieser Geräte ebenfalls erhebliche Energie- und Materialressourcen benötigt werden.

Zurzeit erhöht sich das Verkehrsaufkommen in den IKT-Netzen um 50 % bis 100 % pro Jahr. Dieses Wachstum wird auch in den nächsten 10 Jahren anhalten. Damit verbunden ist gleichzeitig eine Erhöhung des Energieverbrauchs von ca. 16 % bis 20 % pro Jahr. Es gibt Abschätzungen, dass IKT-Geräte und Einrichtungen derzeit für 2 % der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich sind. Andere Abschätzungen kommen zu dem Ergebnis, dass diese Größe näher bei 3 % liegt.

An der jährlichen Zunahme des Verkehrsaufkommens von 50 % bis 100 % in den IKT-Netzen hat die starke Zunahme der Mobilfunkanwendungen einen erheblichen Anteil. Dies hängt zum einen mit dem flächendeckenden Ausbau der Mobilfunknetze und der Entwicklung neuer Dienste mit höheren Datenraten und verbesserten Dienstegüten als auch mit der Erschließung vollkommen neuer Anwendungsfelder zusammen. Insbesondere sich entwickelnde Volkswirtschaften setzen auf Mobilfunktechnologie wegen der meist nicht vorhandenen Festnetzinfrastruktur, der geringen Investitionskosten und des schnellen Netzausbaus.

Hinsichtlich der eigentlichen Netzwerktechnik muss man im Zusammenhang mit der Energieeffizienz insbesondere Effekte betrachten, die durch den Ausbau von Breitbandsystemen entstehen. In Deutschland ergibt sich die folgende Situation:

• Die Kupfer-Zugangstechnik mit ihrem weitläufig verzweigten Netz bis zu jedem Kunden dominiert das Wachstum des Energiebedarfs. Beispielsweise würde eine flächendeckende Installation von VDSL in Deutschland mit heutiger Technik einen Leistungsbedarf von 450 MW erzeugen.
• Für das gesamte Breitband-Mobilfunknetz incl. Endgeräte wird ein Bedarf von 520 MW für das Jahr 2010 prognostiziert. Der überwiegende Anteil wird dabei durch die Mobilfunkbasisstationen verursacht. Die zugehörigen Transportnetze tragen schätzungsweise 25 % zum Energiebedarf bei. Die mobilen Endgeräte sind trotz ihrer hohen Anzahl in ihrem Energieverbrauch gegenüber anderen Komponenten praktisch zu vernachlässigen.
• Steigender Energiebedarf entsteht durch Firmennetze, d.h. durch den steigenden Bandbreitebedarf der Local Area Networks (LAN) und den Betrieb von Hochgeschwindigkeits-LANs. Erste Schätzungen prognostizieren einen Bedarf von über 150 MW für derartige Netze im Jahr 2010.
• Zurzeit werden ca. 50 % der privaten Breitband-Anschlüsse mit einem drahtlosen LAN-Router (WLAN) betrieben, wodurch heute bereits ein Energiebedarf von etwa 100 MW hervorgerufen wird.
• Der Anteil der Weitverkehrstechnik (Backbone Router und WDM-Technik) am Gesamtenergiebedarf der Netzwerktechnik liegt unter 15 %, aber aufgrund der hohen Integration der Systeme entstehen erhebliche Probleme durch hohe Energiedichten, die letztendlich nur durch aufwendige Klimatechnik (die ihrerseits ebenfalls viel Energie benötigt) beherrschbar werden.

(siehe auch Link zu VDE-Positionspapier unten).

Die Rolle der Anwendungsentwicklung

Die Architektur von Softwareanwendungen hat einen erheblichen Einfluss auf den Strombedarf. Gerade browser-basierte Anwendungen (Webanwendungen, Rich Internet Application) unterscheiden sich drastisch je nach eingesetzter Architektur. GWT World schätzt, dass Server bis zu 50 mal mehr Clients bedienen können, wenn moderne Ajax-Architekturen statt klassischer Webarchitekturen eingesetzt werden. Moderne Ajax-Architekturen erlauben stromsparende, aber leistungsschwächere Client einzusetzen, ohne dass der Anwender länger warten muss.

Die Verantwortung von Politik und Verbrauchern

Es stehen jedoch nicht nur die Unternehmen unter Zugzwang, aus Green IT mehr als einen werbetauglichen Begriff zu machen. Auch Politik und Verbraucher haben einen großen Anteil daran, Einsatz und Wirksamkeit von Green IT zu steigern. Die Politik kann beispielsweise bei der öffentlichen Beschaffung von energieeffizienten ITK-Geräten einen wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Siehe auch Tipps zum Green Procurement auf den Seiten: ^{[16][17][18][19]}.

Verbraucher können durch ihr Einkaufsverhalten nicht nur kurzfristig Kosten und Energie einsparen, sondern auch die weitere Entwicklung von noch effizienteren Geräten begünstigen. Auch der alltägliche Umgang mit diesen Geräten ist noch verbesserungswürdig. So geht nach wie vor viel Energie unnötig verloren, da Geräte über Nacht, am Wochenende oder im Urlaub nicht ausgeschaltet, sondern auf Standby-Funktion belassen werden. Während der Nutzungszeit sorgt die Standby-Funktion dafür, dass der Energiebedarf automatisch gedrosselt wird, wenn das Gerät – z. B. ein Drucker, Kopierer oder Faxgerät – gerade keinen Auftrag erhält und sich daher „selbst in Tiefschlaf versetzt“. Allerdings kann immer noch eine nicht unerhebliche Menge an Energie gespart werden, wenn das Gerät vollständig vom Strom getrennt wird, sobald es nicht mehr ständig benötigt wird. Als Beispiel sei ein Drucker genannt, der im Betrieb (also beim Drucken) 20 Watt und im Bereitschaftsmodus (also wenn er auf Daten zum Drucken wartet) immerhin noch 6 Watt konsumiert. Selbst im völlig ausgeschalteten Zustand werden noch 4 Watt verbraucht^[20].

All diese Aspekte zeigen auf, dass im Begriff Green IT viele Chancen und Möglichkeiten stecken, einen nicht unwesentlichen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten – sowohl seitens der Branche als auch seitens der Anwender.

Begriffe und deren Verwendung: Green IT, Green ICT, grüne IT, green computing

Der englische Begriff „Green IT“ findet sich auch in zahlreichen deutschen Publikationen. Die wörtliche Übersetzung „Grüne IT“ ist seltener im Gebrauch, findet sich aber in der Schreibweise „grüne IT“ beispielsweise im Manager Magazin ^[21]. Im anglo-amerikanischen Sprachraum ist auch der Begriff Green ICT und „Green computing“ gebräuchlich.

Es gibt auch wie oben schon erwähnt eine von Cisco verwendete Bedeutung des Themas Green IT, dabei werden neben der oben beschriebenen Verwendung des Begriffs auch zum Beispiel der Einsatz von IT zur Reduzierung der Kohlendioxidmissionen und/oder des Energieverbrauchs. Dazu gehören etwa:

• Videokonferenzen anstelle von Dienstreisen und dadurch Reduzierung des Flug- und Straßenverkehrs
• Nutzung der IT zur effizienten Gebäudesteuerung (Heizung, Lüftung, Licht): In nicht genutzten Büros werden beispielsweise automatisch das Licht und die Heizung ausgeschaltet.
• Verkehrsmanagement: Verkehrsabläufe werden verbessert, Staus und Schadstoffausstoß reduziert. Besonders stark befahrene Zonen können für den Verkehr gesperrt oder beschränkt werden. Zudem kann die Stadt durch ein besseres Verkehrsleitsystem den öffentlichen Personennahverkehr für die Bürger attraktiver machen.
• IT-Systeme für das Management von Kraftwerken mit verschiedenen Energieerzeugungsanlagen (mehrere Braunkohlekraftwerke, dezentrale Energieerzeugungsanlagen): Die Kraftwerke arbeiten dadurch effizienter und ressourcenschonender.
• Smart Metering mittels intelligenter Stromzähler, die die Stromkosten automatisch messen und abrechnen. Über ein Display sieht der Kunde jederzeit, wie viel Strom er gerade wo verbraucht und wie viel ihn das kostet. Diese Transparenz kann dazu beitragen, sparsamer mit Energie umzugehen.

Schwächen des Ansatzes

Der Begriff kann durch interessierte Unternehmen für deren Marketingstrategien beliebig besetzt werden, da zwar mehrere geschützte Markenrechte definiert wurden, aber prüfbare Kriterien für die „grünen“ Eigenschaften von Produkten nicht definiert sind. Nutzer des Konzepts laufen daher Gefahr, die privaten Marketingstrategien der Markeninhaber ungeprüft zu befördern. Markenanmeldungen Green IT und ähnlich beim Europäischen Markenamt in Alicante sind beispielsweise eingetragen unter den Nummern [007389828], [006892582], [006732911] ^[22].

Weblinks

• Broschüre des Umweltbundesamtes: "Computer, Internet und Co - Geld sparen und Klima schützen" (PDF-Datei; 4,00 MB)
• VDE/ITG-Positionspapier Green IT (Dec 2009)
• Green Computing Portal - Green IT News und Webkatalog
• Green IT Werbefreier Blog zum Thema Nachhaltige IT
• Gesetzliche Anforderungen an die Umweltverträglichkeit von ITK- und CE-Geräten - SearchStorage
• Green IT for Dummies - HP Limited Edition (Mar 2009)
• Fachartikel zu "Green IT in Rechenzentren" auf SearchDataCenter.de
• Green IT auf PC Welt
• umwelt.org - Infos und Links zu Green IT
• Green IT bei der Fachzeitschrift LANline
• Office-TopTen - Auswahlhilfe für besonders energieeffiziente IT-Geräte
• Greenpeace: Guide to Greener Electronics
• CeBIT green IT
• BITKOM Leitfaden Energieeffizienz im Rechenzentrum (31. Juli 2008) (PDF-Datei; 2,00 MB)
• Buy Smart
• PrimeEnergyIT
• A.T. Kearney-Studie "Von Green-IT zu Green Business" (Feb 2008)
• Green Storage Infoseite mit Whitepaperdownload zum Thema Speichertechnologien im Überblick
• Broschüre des Bundesumweltministeriums: Innovation durch CSR (PDF-Datei; 337 kB)
• Fachartikel und Expertendiskussion zu allen Facetten der Green IT auf Xing
• Fachartikel "Strom sparen mit GWT" auf GWT World
• Green IT Messergebnisse an der Berkeley Universität
• Cluster- und Kompetenznetzwerk zu GreenIT mit diversen Veranstaltungen und Projekten (Public Private Partnership)
• GreenIT RZ-Benchmarking für die Energieeffizienz von Rechenzentren
• Green IT Best Practices 2010 gemäß dem EU Code of Conduct on Data Centres (engl.) (PDF-Datei; 439 kB)
• Fachartikelsammlung zu Green Computing & Sustainability
• Seit Mai 2011 werden energieeffiziente Rechenzentren mit einem eigenen Gütezeichen zertifiziert, dem ‚Blauen Engel für Green IT‘.

Einzelnachweise

1. ↑ Innovations-Report, 16. Oktober 2007
2. ↑ vgl. iX August 2007
3. ↑ http://www.competence-site.de/downloads/ed/58/i_file_29542/improving_energy_efficiency_of_a_city.pdf
4. ↑ Deutsche Bank Research: "IT ist nicht grün und wird es niemals sein" (Abgerufen am 18. Februar 2009)
5. ↑ Pressemitteilung des Bundesumweltministerium
6. ↑ Studie des Borderstep-Instituts
7. ↑ Studie der Stanford University
8. ↑ Pressemitteilung von IT Solutions and Services
9. ↑ Broschüre Siemens IT Solutions and Services zu Transformational Data Center
10. ↑ Fachartikel zu den Gartner Best Practices zur Kühlungsoptimierung
11. ↑ http://www2.networkcomputing.de/datacenterspecial/pdf/ca_daxten_Amadeus.pdf Fallstudie zur Abdichtung von Einlässen im Doppelboden
12. ↑ Best-Practice-Broschüre „Energieeffiziente Rechenzentren“
13. ↑ Quelle: IBM, 3sat
14. ↑ How Windows XP Wasted $25 Billion of Energy (21. November 2006). Abgerufen am 21. November 2005.
15. ↑ Power Management In Windows Vista. Abgerufen am 1. Januar 2011.
16. ↑ http://www.itk-beschaffung.de/ Beschaffungswebsite des Beschaffungsamtes des Bundesinnenministeriums
17. ↑ http://www.umweltbundesamt.de
18. ↑ http://www.it-amtbw.de/portal/a/itamtbw Bundeswehr
19. ↑ http://www.bitkom.org
20. ↑ http://www.brother.de/g3.cfm/s_page/65190/s_level/24390/s_product/DCP135CG1/s_detailType/specs - Siehe Abschnitt Allgemein → Leistungsaufnahme
21. ↑ Manager Magazin vom 8. Oktober 2007: Alexandra Knappe „Cisco und das schlechte Gewissen“
22. ↑ The Trade Marks and Designs Registration Office of the European Union