Program IT ecologically!

Am 11. Februar kündigte die Firma DE-CIX an, dass das Internetdatenvolumen ihres Internetknotens in Frankfurt einen weltweiten Rekord von 8.3 Tbps (Terrabits pro Sekunde) aufgestellt hat. Umso erfreulicher wirkt dieser Rekord für den digitalen Standort Deutschland, wenn man weiß, für was die Abkürzung DE-CIX steht: „Deutschland Commercial Internet eXchange“ (DE-CIX) –
der deutsche Internetknoten in Frankfurt am Main. Dort verläuft der Internetverkehr von namhaften Internetkonzernen wie Amazon, Microsoft, Google und auch Alibaba.
Die Situation in Frankfurt am Main ist in Deutschland sicherlich einzigartig, was das Datenvolumen und die Dichte der Cloud-Data-Center betrifft, denn u.a. alle oben genannten Hauptakteure in Bereich Public Cloud haben ihre größten Rechenzentren in Deutschland im Großraum Frankfurt.
Und die Nachfrage wächst. Dass die Anzahl und die Größe von Rechenzentren in der hessischen Hauptstadt stetig zunimmt, lässt sich eindeutig an zwei Kenngröße erkennen: Der Fläche und dem Stromverbrauch der Zentren. Das vom Wirtschaftsministerium beauftragte Projekt TEMPRO (Total Energy Management for Professional Data Centers) prognostiziert dafür, dass im Jahr 2020 ca. 650.000 qm durch Datenzentren in Hessen belegt werden und damit eine Steigerung von 60% gegenüber 2010 erreicht wird.
Diese Zunahme ist exemplarisch für einen weltweiten Trend: Einer Studie von Huawei zufolge könnte der Anteil des Stromverbrauchs, der durch die Rechenzentren weltweit verursacht wird, im Jahre 2030 rund 8% des weltweiten Stromverbrauchs erreichen.

Auswirkungen auf die Umwelt

So ein Rekord wie der von DE-CIX ist auf der einen Seite erfreulich, bringt aber auch Schattenseiten mit sich. Ein Forschungsprojekt um Sven Plöger, Wettermoderator der ARD, stellte eine Mikroklima-Veränderung im Frankfurter Westen fest. Diese ist auf die Abwärme bzw. den erhöhten Energieverbrauch und den damit verbundenen CO2-Emissionen zurückzuführen.
Wie kam es dazu? Dank u.a. der Digitalisierung erlebte das nachgefragte Datenvolumen im Internet einen erheblichen Anstieg insbesondere in den letzten zwei Jahren. Gleichzeitig stellen wir fest, dass das Internet und die Digitalisierung längst zu einer neuen, ernst zu nehmenden Quelle von CO2-Emission geworden sind.
Vielen weiteren Studien ist zudem zu entnehmen, dass der größte Anstieg uns noch bevor steht. Die allgegenwärtige Digitalisierung, IoT oder auch das 5G-Internet sind prominente Beispiele für (zukünftige) Anwendungen, die den bevorstehenden, großen Anstieg mit begünstigen.
Ein großes Problem hierbei – uns als Nutzern und Konsumenten ist oft nicht bewusst, dass jedes Like, jedes Abspeichern einer Datei in einer Cloud, jedes Teilen eines Bilds in den sozialen Medien zwingend CO2-Emissionen verursacht.

Spannungsfeld

Das Project SCHIFT ist ein europäischer Think Tank mit Sitz in Frankreich „advocating the shift to a post-carbon economy“. Sein Schwerpunkt liegt dabei auf Digitalisierung und Digitaltechnologien. Die Forscher analysieren in diesem Kontext die Folgen und Auswirkungen der digitalen Technologien in verschiedenen Facetten: Wirtschaftlich, politisch, sozial und auch was das einzelne Individuum betrifft.
In ihrer neuesten Studie haben sie sich mit der Zusammensetzung des Internet-Datenverkehrs befasst und stützen sich dafür auf Statistiken der Internet- bzw. Telekommunikationskonzerne wie z.B. Cisco. Der Studie zufolge wird 80% des Datenverkehrs im Internet durch Videos verursacht. Darin wird die dafür freigesetzte CO2-Emission mit 305 Millionen Tonnen für das Jahr 2018 beziffert. Damit erzeugten allein die Internet-Videodienste ca. 1,5% der gesamten CO2-Emission weltweit.
Was kann nun getan werden? Die Autoren der Studie setzen auf Bildung und auf einen bewussteren Umgang mit digitalen Technologien mit dem Ziel einer Selbstregulierung. Dafür haben sie wirksame und einfache Werkzeuge entwickelt und veröffentlicht wie z.B. ein Bildungsvideo, das den Nutzern die Folge ihres Handels sehr anschaulich widerspiegelt​.
Ferner stoßen sie eine Debatte über Regulieren der digitalen Technologie und Internetwirtschaft an, insbesondere angesichts der knappen Ressource „Umwelt“.

Ich habe in meinem Talk im Rahmen der Senacor „StreamedCon“ das Spannungsfeld zwischen diversen Interessen anhand eines zusammenfassenden Modells aufgezeigt.

Bildung & Regulieren stehen dafür als Leitgedanken im Zentrum. Die Bildung soll zu einem stärken Bewusstsein über die Folgen des eigenen Handelns in der digitalen Welt auf die Umwelt und damit zu einem verantwortungsvolleren Umgang damit führen.
Als ergänzendes Gegenstück steht die Regulierung. Eine Weiterentwicklung und Etablierung von IT Technologien sind ein wesentlicher Faktor, damit die Digitalisierung erfolgreich stattfindet. Der Interessenkonflikt besteht jedoch dabei darin, dass während wir Digitalisierung weiter vorantreiben, der dadurch verursachte, unaufhaltsame Anstieg der Emissionen gestoppt werden muss. Die digitale Wirtschaft ist jedoch nicht immer in Einklang mit diesen Umweltschutzinteressen. Ohne geordnete und übergreifende Regulierung kann es daher zu einem unkontrollierten Wettlauf um die Ressourcen kommen. Fatal wäre es hierbei z.B. wenn dominantere (aber nicht unbedingt gemeinnützige) digitale Akteure gegenüber den kritischen digitalen Infrastrukturen einen bevorzugten Zugriff auf die Ressourcen bekämen (Stichwort: Netzneutralität).
Die Debatte der Interessensparteien darf dabei nicht auf ein reines „pro“ und „kontra“ für (eine Reihe von) Technologien reduziert werden. Allgemeine und individuelle Interessen sind genauso berechtigte Aspekte dieser Diskussion sowie Technologie- und Wirtschaftsfacetten.

Einsatz neuer IT-Entwicklungen

Neue, innovative Entwicklungen in der IT wie Künstliche Intelligenz und Machine Learning können helfen, Digitaltechnologien ökologischer und umweltfreundlicher zu machen. Genau diese Entwicklungen stehen im Fokus meines Talks:

Fazit

Die Euphorie über die Digitalisierung und deren Mehrwerte ist sehr groß. Wir können aber die Auswirkungen der digitalen Technologien auf die Umwelt nicht vernachlässigen. Angesichts der rapide zunehmenden Digitalisierung und der damit verbundenen, steigenden Emissionen, brauchen wir eine ökologischere IT. Innovative Ansätze wie z.B. die intelligente Platzierung/ Disposition der energieintensiven Betriebsaufgaben (wie z.B. große Patches, Roll-out usw.) in die Zeiten, wo es einen Überhang von erneuerbaren Energie gibt, weisen dafür ein großes Potential auf. Dabei können sowohl KI und ML eine Schlüsselrolle einnehmen. Aber auch die herkömmliche Software kann auf Energieeffizienz optimiert werden. Erfreulicherweise führen Energieeffizienzansätze oft auch zu einer besseren Wirtschaftlichkeit. Das haben uns die größten Internetkonzerne wie z.B. Google aufgezeigt.
Eine übergreifende Regulierung der gemeinschaftlichen und kritischen digitalen Infrastrukturen sollte den Zugang zu den knappen Umweltressourcen schützen und steuern. Das entfacht jedoch eine Debatte, in der sowohl wirtschaftliche, technologische als auch soziale Facetten in Einklang gebracht werden müssen. Dieser Debatte müssen wir uns stellen. Im 21. Jahrhundert kann und darf sich die IT und Digitale Wirtschaft der Umweltdebatte nicht verschließen!

Quellen

http://ceur-ws.org/Vol-2382/ICT4S2019_paper_16.pdf
https://www.heise.de/tp/features/Stromfresser-Internet-4776573.html
https://theshiftproject.org/en/our-purpose/
https://theshiftproject.org/en/article/unsustainable-use-online-video/
https://www.youtube.com/watch?v=JJn6pja_l8s