Umweltfreundliche IT – Wie die grüne Wende gelingt und weshalb sie nötig ist!

Die digitale Welt wird normalerweise als nicht physisch und kurzlebig wahrgenommen. Digitale Dienste werden jedoch auf physischen Servern ausgeführt, die Energie benötigen, deren größter Teil noch immer durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe erzeugt wird. Dies bedeutet, dass digitale Dienste einen sehr realen Einfluss auf die CO2-Emissionen und den Klimawandel haben. Über den Einfluss und dessen Minimierung sprach Chris Adams von der Green Web Foundation in seinem Vortrag auf dem 36c3.

Große IT-Unternehmen messen bereits ihre CO2-Bilanz. Sie auch?

Lassen Sie uns zunächst über Zahlen sprechen, indem wir den Einfluss der größten IT-Unternehmen untersuchen. Amazon hat vor kurzem damit begonnen, Daten zu CO2-Emissionen zu teilen. Im Jahr 2018 war Amazon für 44,4 Megatonnen Kohlendioxidemissionen verantwortlich, gleichauf mit den Emissionen von Finnland. Das meiste davon sind CO2-Emissionen von Drittanbietern (z. B. durch Verpackung und Transport von Amazon-Waren, Emissionen aus Geschäftsreisen usw.).

Apple hatte 2018 einen CO2-Fußabdruck von 25,2 Megatonnen, genauso viel wie die Mongolei. Rechnet man jedoch die Emissionen aus der Herstellung von Apple-Produkten nicht mit, so betragen die eigenen Emissionen von Apple nur 0,6 Megatonnen – ungefähr so viel wie die Emissionen des Jahres in der Republik Gambia. Die Hälfte davon entfällt auf Geschäftsreisen, weitere 30% auf Pendler. Googles CO2-Fußabdruck ist etwas größer – 1,2 Megatonnen, vergleichbar mit Liberias Emissionen.

Wie Sie sehen, haben IT-Unternehmen einen erheblichen Einfluss auf die CO2-Emissionen. Was können Sie mit Ihrer eigenen IT-Infrastruktur tun, um Ihre Abgase zu minimieren?

1. Verwenden Sie eine skalierbare Architektur

Mit dem Aufkommen von Cloud Computing haben viele Unternehmen begonnen, ihre Infrastruktur in die Cloud zu migrieren. Der typische Ansatz für die Nutzung der Cloud-Infrastruktur besteht darin, einen Always-On-Server zu mieten, der die aktuelle Spitzenlast des Unternehmens sicher übersteigt.

Das Internet und Ihre Dienste werden jedoch je nach Tageszeit unterschiedlich genutzt, was zu großen Unterschieden bei der Auslastung führt. Die Last in der Nacht ist wahrscheinlich deutlich geringer als die Last am Mittag/Nachmittag. Analysetools können Ihnen ein klares Verständnis dafür vermitteln, wie dies auf Ihre eigenen Dienste angewendet werden kann.

Typische Verteilungskurve des Internetverkehrs während eines Tages

Hier bietet sich die Skalierbarkeit an. Bei Software mit skalierbarer Architektur können Lastenverteiler je nach Anzahl der empfangenen Anforderungen automatisch mehr Rechenleistung auf einem einzelnen Computer oder mehr Server hinzufügen. Das heißt, Sie müssen weder Strom noch Geld für Server verschwenden, die im Leerlauf betrieben werden.

Die meisten Cloud-Anbieter bieten sowohl einen horizontalen als auch einen vertikalen Lastenverteiler an. Natürlich müssen Sie Ihre Dienste unter Berücksichtigung der Skalierbarkeit aufbauen, um den Lastenverteiler nutzen zu können. Wenn Sie jedoch erst einmal damit beginnen, sparen Sie eine Menge Geld und senken gleichzeitig den CO2-Ausstoß Ihrer Cloud-Infrastruktur.

2. Verwenden Sie umweltfreundlichere Anbieter

Cloud-Anbieter unterscheiden sich in ihrer Energieversorgung. Erstens kann ihre Wahl vom allgemeinen Zustand der Elektrizitätsversorgung in der Region abhängen. Einige Regionen – zum Beispiel Schweden – setzen hauptsächlich auf erneuerbare Energiequellen wie Wind und Wasser. Einige, wie zum Beispiel Frankreich, setzen in hohem Maße Atomkraft ein, was auch eine umweltfreundlichere Wahl ist. Und manche, wie Polen, beziehen den größten Teil ihrer Energie aus der Verbrennung von Kohle.

Die CO2-Emissionen Ihres Unternehmens variieren daher je nach Standort des Rechenzentrums, in dem das Cloud Computing bereitgestellt wird. Größere Dienste wie AWS und Microsoft Azure achten in der Regel stärker auf den Aspekt der ökologischen Nachhaltigkeit als kleinere.

AWS-Regionen. Das grüne Blatt bedeutet grüne Kraft.

Zum Beispiel können Amazon Web Services-Benutzer den physischen Standort ihrer Rechenleistung auswählen und es gibt eine Karte, die zeigt, welche Rechenzentren von AWS mit Ökostrom betrieben werden und welche nicht.

Microsoft hat zusammen mit einer Gruppe von Wissenschaftlern sogar einen kohlenstoffarmen Kubernetes-Scheduler entwickelt,  mit dem Sie Ihre Aufgaben dynamisch in Rechenzentren auf der ganzen Welt migrieren können, um die Nutzung umweltfreundlicherer Energiequellen zu steigern und Ihren CO2-Fußabdruck zu minimieren. Der Scheduler kann für die Zusammenarbeit mit anderen Cloud-Anbietern portiert werden.

Sie müssen nicht unbedingt AWS oder Azure auswählen, wenn Sie umweltfreundlich werden möchten. Die Green Web Foundation bietet ein Verzeichnis kleinerer Anbieter, die auf grüne Energie setzen. Der Betrieb auf Ihrer eigenen Hardware ist jedoch aus ökologischer Sicht in der Regel schlechter. Cloud-Systeme ermöglichen eine gleichmäßigere Verteilung der Aufgaben auf die Rechenleistung und helfen so, Energie zu sparen.

3. Wählen Sie Ihre Programmiersprache mit Bedacht aus

Programmiersprachen unterscheiden sich in einigen Aspekten, einschließlich Logik, Syntax, Funktionen und mehr. Sie unterscheiden sich auch im Ressourcenverbrauch. Skripts in Sprachen wie JavaScript und Python belegen in der Regel mehr Ressourcen als kompilierte Programme, die in Sprachen wie Fortran, C ++ und Rust geschrieben wurden. Objektorientierte Sprachen verbrauchen wiederum mehr als imperative Programmierungen. Mehr Ressourcen bedeuten immer auch mehr Leistung und das wiederum spiegelt sich auch in den Emissionen wider.

In diesem Zusammenhang sollte auch erwähnt werden, dass schneller nicht unbedingt umweltfreundlicher bedeutet.  In einigen Fällen kann ein Programm länger ausgeführt werden, verbraucht aber weniger Energie. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über zeit-, speicher- und energieeffiziente Sprachen.

Optimale Programmiersprachen für jeden Zweck

Natürlich ist es wahrscheinlicher, dass Sie Programmiersprachen für die von Ihnen ausgeführten Aufgaben auswählen, basierend auf den Fähigkeiten Ihrer Belegschaft und entsprechend dem Rest Ihres technologischen Stacks, aber es lohnt sich, den Leistungsaspekt zu berücksichtigen. Programme, die beispielsweise in JavaScript geschrieben sind, verbrauchen möglicherweise doppelt so viel Rechenressourcen wie Programme, die in C geschrieben sind.

Es versteht sich von selbst, dass die Optimierung des Codes dazu beitragen kann, Ihren CO2-Ausstoß zu verringern und Ihren Code unabhängig von der Sprache schneller und stromsparender zu machen. Das Erstellen von Profilen für Ihre Software und das Neuschreiben ineffektiver Teile kann erhebliche Auswirkungen haben.

4. Optimieren Sie Ihre Webseiten

Kürzlich hat die Größe der durchschnittlichen Webseite die Größe des Downloads des ersten Doom überschritten: mehr als 3 Megabyte. Je größer die Seite ist, desto mehr Energie wird benötigt, um sie vom Server zum Client zu übertragen und dort anzuzeigen. Sie denken vielleicht, dass dies keinen großen Teil der Kohlenstoffemissionen ausmacht, aber die Green Web Foundation ist da anderer Meinung.

Zum Beispiel stellte Green Web fest, dass das Ausführen eines Hintergrundvideos auf einer Webseite so viel Kohlenstoff wie das Pendeln des Projektteams verursacht. Erinnern Sie sich, dass 30% der Gesamtemissionen von Apple durch die pendelnden Arbeitnehmer erzeugt wurden? Jetzt sehen Sie das Ausmaß.

Fügen wir einen weiteren Vergleich hinzu: Videos, die über das Internet gestreamt werden, haben denselben CO2-Fußabdruck wie das Land Spanien. (Das Tüpfelchen auf dem i: 27% der Streaming-Emissionen werden von Pornos verursacht. Das ist der gleiche Emissionsausstoß wie der von Österreich.) Ein Anfang der Optimierung lautet also: Keine automatische Wiedergabe von Videos.

Sie können verschiedene Tools zur Optimierung verwenden. Google Lighthouse ist ein gutes Beispiel. Es bewertet Ihre Website anhand von vier Kriterien: Leistungsoptimierung, Barrierefreiheit, Einsatz von Best Practices und SEO-Optimierung. Tatsächlich umfasst der Leistungsaspekt so gut wie alles; dazu gehören auch die Platzierungen in Suchmaschinen und dieBounce Rate.

Die Green Web Foundation hat ein weiteres Tool namens Greenhouse eingeführt, das Seiten analysiert und dabei überprüft, welche der von ihnen verwendeten Domains mit erneuerbarer Energie betrieben werden. Es ist in Bezug auf die Optimierung nicht so nützlich wie Lighthouse, kann aber ökologisch versierte Unternehmen bei der Auswahl von Dienstleistern unterstützen.

Mit The Green Web App können Sie  überprüfen, ob Ihre Website auf einem Server gehostet wird, der mit grüner Energie betrieben wird. Leider veröffentlichen nicht viele Hosting-Anbieter Informationen über die Umweltfreundlichkeit des von ihnen verbrauchten Stroms, sodass Ihre Website wahrscheinlich grau angezeigt wird, was einfach bedeutet, dass die Stiftung nicht über die relevanten Informationen zu Ihrem Hosting-Anbieter verfügt.

Retten Sie den Planeten und sparen Sie gleichzeitig Geld

Für manche Menschen und Organisationen ist der Versuch, die globale Erwärmung zu verhindern, ein zwingender Grund, sich mit all diesen Optimierungen zu beschäftigen. Wenn es um IT geht, bedeutet umweltbewusstes Handeln in der Regel auch Kosteneinsparungen.

Für den Fall, dass die Idee, den Planeten zu retten, Ihren Chef nicht überzeugt, hier noch einige weitere Vorteile:

• Nachdem Sie Ihr Hosting und Ihren Code optimiert haben, benötigen Sie weniger Rechenleistung, sodass Geld eingespart werden kann.
• Ihre Website wird schneller geladen, was bedeutet, dass weniger Kunden Ihre Seite verlassen, bevor sie vollständig geladen werden kann.
• Je schneller die Website ist, desto höher ist auch die Ranglistung innerhalb der Suchmaschinen und desto mehr Kunden werden auf Sie aufmerksam.