Green Cloud Computing: eine nachhaltige Lösung zur Verringerung der Umweltauswirkungen der Datenspeicherung?

Datenverarbeitung: eine Aktivität mit großen Auswirkungen auf die Umwelt

Der Digitalsektor ist bereits für 2 bis 4 % der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich.

Ein unterschätzter ökologischer Fußabdruck

In der aktuellen Diskussion um Corporate Social Responsibility (CSR) richten Unternehmen ihre Strategien zunehmend auf Maßnahmen wie die Begrenzung von Flugreisen oder die Reduzierung von Abfällen aus. Solche Maßnahmen sind zwar wichtig, könnten jedoch angesichts der zunehmenden Umweltauswirkungen anderer Aktivitäten – wie beispielsweise des Datenmanagements – nicht mehr ausreichen. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, die Prioritäten der Unternehmen und die Vor- und Nachteile jeder dieser Maßnahmen einer Neubewertung zu unterziehen.

Der Digitalsektor ist bereits für 2 bis 4 % der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich. In diesem Kontext sei darauf verwiesen, dass der Anteil der Zivilluftfahrt an den globalen Treibhausgasemissionen zwischen 2 und 3 % liegt¹Deluzarche, C. Global warming: the digital sector generates more greenhouse gases than aviation. Futura.. Die Übertragung und insbesondere die Speicherung von Daten sowie die Herstellung der dafür erforderlichen elektronischen Systeme sind energieintensive Prozesse. Der Gesamtenergieverbrauch von Rechenzentren im Jahr 2018 wurde auf 205 TWh geschätzt, was einem Prozent des weltweiten Energieverbrauchs entspricht²Gaudiaut, T. (2021). The Big Bang of Big Data. Statista Infographies..

Eine zweite Studie zeigt, dass sich die Menge an digitalen Daten, die pro Jahr weltweit generiert oder vervielfältigt werden, zwischen 2018 und 2025 um nahezu das 4,5-Fache erhöhen könnte³Gaudiaut, T. (2021). The Big Bang of Big Data. Statista Infographies.. Ohne entsprechende Maßnahmen ist zu erwarten, dass die Umweltauswirkungen von Daten in den kommenden Jahren signifikant zunehmen. Schätzungen zufolge werden digitale Technologien in Frankreich bis 2040 7 % der Treibhausgasemissionen verursachen⁴Sénat (2020). Mission d’information sur l’empreinte environnementale du numérique..

Die Illusion entmaterialisierter Daten

Auch wenn bei genauerem Hinsehen der ökologische Fußabdruck von Daten nicht zu übersehen ist, bleiben diese Auswirkungen oft „unter dem Radar” und werden unterschätzt. Dafür lassen sich drei mögliche Erklärungen anführen:

• Die Illusion entmaterialisierter Daten sowie geringe finanzielle Kosten führen zu einer übertriebenen Datenerzeugung.
• Zudem sind die verwendeten Speichermethoden für die aktuelle Nutzung ungeeignet und verbrauchen zu viel Energie.
• Eine weitere Ursache sind unzureichende Kenntnisse im Umgang mit Big-Data-Technologien.

Es besteht Anlass zur Hoffnung, dass sich der ökologische Fußabdruck von Daten begrenzen und sich somit der Trend umkehren lässt.

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Ist die Speicherung in der Cloud nachhaltig?

Lokale, kalte oder Cloud-Speicherung: Vor- und Nachteile

Die energieeffizienteste und sicherste Methode der Datenspeicherung ist nach wie vor die lokale Speicherung auf dem eigenen Computer. Dies birgt jedoch das Risiko eines Datenverlusts und kann die Zusammenarbeit und den Zugriff aus der Ferne erschweren.

Wie im zweiten Teil dieser Serie über die Optimierung der Datenspeicherung erörtert, stellt die Zwischenlösung die kalte Speicherung eine effiziente und sichere Methode dar, um Daten zu speichern. Dabei ist es unerheblich, ob die Speicherung auf einem lokalen Server erfolgt, da die Verbindung zum Computer unterbrochen ist.

Sofern mehreren Personen gleichzeitig Zugang zu einem Dokument gewährt werden soll, ist die Nutzung eines Servers erforderlich, der mit dem Netz verbunden und stets verfügbar ist. Unter Berücksichtigung der aktuellen Energieversorgungslage sowie der optimierten Verwaltung der Serverressourcen ist die Speicherung von Daten auf einem lokalen Server aus nachhaltiger Perspektive vorteilhafter als die Speicherung in der Cloud.

Eine Migration in die Cloud, die sich bereits bewährt hat

Einem Bericht aus dem Jahr 2019 zufolge könnte in den USA die Verlagerung lokaler Daten in die Cloud (wie die von AWS) den Kohlenstoff-Fußabdruck dieser Infrastrukturen im Median um 88 % und im Minimum um 72 % verringern⁵Bizo, D. (2019, octobre). https://d39w7f4ix9f5s9.cloudfront.net/e3/79/42bf75c94c279c67d777f002051f/carbon-reduction-opportunity-of-moving-to-aws.pdf. Es sei darauf hingewiesen, dass einige Anbieter von Cloud-Lösungen, darunter OVH, Google und Microsoft, bei der Nutzung lokal erzeugter erneuerbarer Energie für die Stromversorgung ihrer Rechenzentren oder die Verwaltung elektronischer Geräte weiter fortgeschritten sind als AWS. Daher könnten sie noch größere Einsparungen erzielen.

Wie kann Green Cloud Computing noch nachhaltiger gestaltet werden?

Die Auswirkungen von Daten sind nicht allein auf den Umsatz elektronischer Geräte beschränkt, sondern gehen darüber hinaus und betreffen auch den Stromverbrauch sowie den Strommix, der für die Versorgung von Rechenzentren zum Einsatz kommt. Durch die Bearbeitung dieser beiden Aspekte kann eine Verringerung der Auswirkungen der digitalen Technologie erzielt werden. Die Umstellung auf grünes Cloud Computing stellt einen vielversprechenden Ansatz zur Erreichung dieser Ziele dar.

Die Anbieter von Cloud-Diensten sind gegenwärtig bestrebt, den Stromverbrauch ihrer Rechenzentren zu minimieren, wobei das primäre Ziel in der Optimierung der Betriebskosten zu sehen ist.

Neben der Installation von Sonnenkollektoren, Windturbinen und anderen lokalen erneuerbaren Energiequellen optimieren diese Unternehmen beispielsweise die Auswirkungen des Stroms, mit dem ihre Rechenzentren betrieben werden, indem sie verschiedene Maßnahmen umsetzen:

• Eine variable Serverstromversorgung sorgt dafür, dass die Server nur dann Strom verbrauchen, wenn es notwendig ist.
• Optimierung der dynamischen gemeinsamen Nutzung von Speicherplatz durch mehrere Nutzer
• Einsatz modernster elektronischer Hardware und Software, die eine Optimierung des Stromverbrauchs ermöglicht
• Austausch elektronischer Maschinen und Geräte (deren Herstellung Umweltverschmutzung verursacht) in einem verantwortungsvolleren Rhythmus sind weitere Maßnahmen
• Installation neuer lokaler erneuerbarer Energiequellen (Solaranlagen, Windturbinen) oder Versorgung mit erneuerbaren Energiequellen in der Nähe (Geothermie, Wasserkraft)
• Wiederverwendung der von Servern erzeugten Wärme (z. B. durch Beheizung von Gebäuden)
• Einsatz neuer Kühltechnologien, die den Stromverbrauch senken (z. B. Kühlung mit Wasser statt mit Luft)

In Frankreich werden innovative Konzepte entwickelt, wie beispielsweise das Start-up-Unternehmen Denv-R mit Sitz in Guérande, welches in Kürze ein Speicherzentrum an der Loire in Nantes errichten wird. Das Ziel des Vorhabens besteht in einer Verlagerung der Speicherung sowie in einer Minimierung der Umweltauswirkungen des Rechenzentrums durch eine natürliche Kühlung, welche durch die Strömung des Flusses betrieben wird.

Wie kann die Umstellung auf Green Cloud Computing erleichtert werden?

Der letzte Bereich der Transformation, der in dieser Serie betrachtet wird, ist daher die (teilweise) Migration von Daten auf einen Cloud-Server. Diese Dienste können beispielsweise für die Speicherung von Informationen genutzt werden, die von Ihren Mitarbeitern gemeinsam genutzt werden, z. B. gemeinsam genutzte Dateien.

Diese Migration muss nicht alle Daten umfassen. In bestimmten Branchen ist eine vollständige Migration aus Souveränitäts- oder Sicherheitsgründen möglicherweise nicht möglich. In diesem Fall ist eine Teilmigration der Daten dennoch möglich und vorteilhaft.

Für sensible Informationen (z.B. über Kunden) kann die Cloud dank Anbietern wie OVH, die der Sicherheit und Souveränität europäischer Daten Priorität einräumen, immer noch in Betracht gezogen werden. Aber natürlich kann ein lokaler Server in Synergie mit der Cloud für die Archivierung sehr sensibler Daten verwendet werden, oder wenn eine Zusammenarbeit oder ein Fernzugriff nicht erforderlich ist (in diesem Fall kann sogar die Verwendung externer Festplatten oder der Festplatten des Computers bevorzugt werden).

Wenn Sie sich für eine Cloud-basierte Lösung entscheiden, müssen Sie sich nur noch für einen Anbieter entscheiden. Ebenso wichtig wie die Sicherheit und die Souveränität sind die Aspekte der Nachhaltigkeit: In diesem Bereich gibt es mehrere Indikatoren, die es Ihnen ermöglichen, das Engagement der Unternehmen im Bereich der Nachhaltigkeit zu erkennen (ISO 50001, ISO 14001, PUE, WUE, Anteil erneuerbarer Energien usw.).

Digitale Technologien haben sich – insbesondere aufgrund der notwendigen Datenspeicherung – zu einem echten Umweltproblem entwickelt, dessen Auswirkungen weiterhin exponentiell zunehmen. Eine (teilweise) Migration in die Cloud kann dank verschiedener Maßnahmen zur Optimierung des Energieverbrauchs dazu beitragen, diese negativen Auswirkungen zu verlangsamen oder sogar umzukehren. Wir von Alcimed begleiten Sie gerne bei allen Schritten dieser Transformation, indem wir Sie bei der Entwicklung Ihrer Kommunikationsmaßnahmen sowie bei der Identifizierung von Kooperationspartnern unterstützen. Kontaktieren Sie unser Team.

Über den Autor, 

Matthieu, Consultant in Alcimeds Data Team in USA