Borderstepo veröffentlicht zum Digitalgipfel aktuelle Zahlen
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Deutlicher Anstieg des Energiebedarfs der Rechenzentren

Rechenzentren verbrauchen im Jahr 2020 in Deutschland 16 Mrd. kWh Strom. Damit ist der Energiebedarf um 1 Mrd. kWh im Vergleich zu 2019 angestiegen – trotz Corona. Das stellt eine Kurzstudie des Borderstep Instituts für Innovation und Nachhaltigkeit zum Digitalgipfel fest.

Die Auswirkungen der Corona-Pandemie treffen die verschiedenen Arten von Rechenzentren sehr unterschiedlich. So sind die Investitionen in kleinere Rechenzentren, die von Unternehmen für eigene Zwecke betrieben werden, durch die schwere wirtschaftliche Lage vielfach deutlich zurückgegangen. Dagegen haben viele Cloud-Rechenzentren von der Corona-Pandemie profitiert: Die Nachfrage nach Videodiensten, Online-Zusammenarbeit oder Online-Shopping hat deutlich zugenommen.

Digitalisierung trägt zum Sparen von Ressourcen bei

In Summe hat also auch die Corona-Pandemie der Trend zum Anstieg des Energiebedarfs der Rechenzentren nicht gestoppt. Diese Entwicklung ist aber aus Umweltsicht nicht zwingend als negativ zu bewerten. Rechenzentren und Digitalisierung können massiv dazu beitragen, Ressourcen zu sparen. Während der Corona-Pandemie konnten viele Reisen durch digitale Alternativen ersetzt werden.

Nach Berechnungen des Borderstep Instituts entstehen bei einer vierstündigen Videokonferenz am Laptop bei einem virtuellen Treffen von vier Personen gerade einmal 0,73 kg CO2 Emissionen. Müssten für das Treffen Bahn, Pkw oder das Flugzeug genutzt werden, wären die dabei entstehenden CO2-Emissionen im konkreten Beispiel mit 65 kg (Anreise mit der Bahn) bis knapp 500 kg (Anreise mit dem Flugzeug) um Größenordnungen höher. Auch die Arbeit im Homeoffice trägt sehr deutlich zum Klimaschutz bei. Während des ersten Lockdowns von März bis Mai konnten mit Homeoffice nach Borderstep-Berechnungen bis zu 760.000 Tonnen CO2 eingespart werden.

Hintergrund

Der Energiebedarf von Rechenzentren in Europa ist zwischen 2010 und 2020 um 55% stark gestiegen, von rund 56 auf rund 87 Terrawattstunden pro Jahr. Der Großteil dieses Bedarfs entsteht in Nord- und Westeuropa. Hier befinden sich die meisten Datenzentren in der EU. Cloud Computing ist im Jahr 2020 für 40% des Energiebedarfs der Rechenzentren verantwortlich. Bis zum Jahr 2025 wird dieser Anteil voraussichtlich auf 60% ansteigen.

„Rechenzentren werden durch verbesserte Hardware, Software und Rechenzentrumsinfrastrukturen immer effizienter“, stellt Dr. Ralph Hintemann, Senior Researcher und Digitalisierungsexperte am Borderstep Institut fest. „Leider ist es aber in der Vergangenheit trotzdem nicht gelungen, den Anstieg im Energiebedarf insgesamt zu senken. Die zunehmende Digitalisierung und insbesondere der Trend zu immer mehr Cloud Computing führen dazu, dass der Energiebedarf der Rechenzentren kontinuierlich ansteigt.“

Eine aktuelle Studie des österreichischen Umweltbundesamts und des deutschen Borderstep Institut zeigt vielfältige Potenziale, wie die Energieeffizienz der Rechenzentren in Zukunft noch stärker gesteigert werden kann. Ein gutes Beispiel ist die Softwareentwicklung für rechenintensive Anwendungen bei Simulationsrechnungen oder im Bereich der Künstlichen Intelligenz. Das Forschungsteam von Borderstep und Umweltbundesamt empfiehlt daher, technologische Innovationen in diesen Bereichen zu fördern.

Corona zeigt Entlastungsmöglichkeiten der Umwelt durch Digitalisierung

Der steigende Energiebedarf der Rechenzentren ist aus Umweltsicht nicht zwingend als negativ zu bewerten, betont Borderstep Senior Researcher Dr. Ralph Hintemann, Projektleiter der Studie. „Gerade die Corona-Pandemie hat gezeigt, wie wir mittels Digitalisierung eine deutliche Entlastung der Umwelt erreichen können, indem im Homeoffice arbeiten und mehr elektronisch kommunizieren statt mit dem Auto oder Flugzeug große Mengen an CO2 zu produzieren.“

Borderstep errechnete das konkrete CO2-Entlastungspotenzial anhand eines Fallbeispiels. Dabei treffen sich vier Personen für vier Stunden virtuell oder aber persönlich in Stuttgart. Zwei Personen wohnen dabei in Stuttgart, zwei in Berlin. Den Annahmen liegen Zahlen aus dem Jahr 2018 zugrunde. Danach fallen für vier Stunden Videokonferenz pro Person 0,271 kg CO2 an, wenn für die virtuelle Begegnung ein PC (inklusive Monitor) genutzt wird. Bei Nutzung eines Laptops sind es sogar nur 0,184 kg.

Geringste CO2 Belastung bei Videokonferenz am Laptop

Für die physische Präsenz in Stuttgart fallen je nach gewähltem Transportmittel unterschiedliche Belastungen des Klimas an. Die Anreise mit dem Flugzeug hat die schlechteste CO2 Bilanz. Für die Anreise von zwei Personen aus Berlin nach Stuttgart fallen in diesem Beispiel 471 kg CO2 Emissionen an. Die Anreise mit dem PKW verursacht 379 kg CO2 Emissionen. Schonender für die Klimabilanz ist die Anreise mit der Bahn, hier kommen zwei Personen auf etwa 65 kg CO2. Die Videokonferenz am Laptop verursacht demnach für vier Personen nur rund 0,73 kg CO2 und ist daher für dieses Fallbeispiel mit sehr großem Abstand die klimafreundlichste Meetingform.

CO2 Einsparpotenzial durch Homeoffice im 1. Corona-Lockdown beträgt bis zu 760.000 Tonnen CO2

Borderstep betrachtete in einer weiteren Untersuchung, wie sich Homeoffice auf die Klimabilanz auswirkt. Ausgegangen wurde dabei von der Annahme, dass nur etwa 42 % der Erwerbstätigen in Deutschland aufgrund ihrer Tätigkeit überhaupt die Möglichkeit haben, im Home-Office zu arbeiten. Realistisch ist die Annahme, dass etwa 25 % dieser Personen während des Lockdowns (Mitte März bis Mitte Mai) im Homeoffice gearbeitet haben. Für diese Zeit liegt das CO2 Einsparpotenzial durch den Wegfall der Pendlerwege (je nach Anzahl der Arbeitstage im Home-Office) zwischen 150.000 bis zu 760.000 Tonnen.