Cloud: Europäische Kommission fordert mehr Energieeffizienz

Obwohl Rechenzentren in der EU immer energieeffizienter werden, steigt ihr Stromverbrauch stetig. Das sollen Politik und Wirtschaft ändern. Zu diesem Ergebnis kommt die Studie “Energy-efficient Cloud Computing Technologies and Policies for an Eco-friendly Cloud Market”.

16 Monate haben das österreichische Umweltbundesamt und das Borderstep Institut an der Studie gearbeitet und nun ihren abschließenden Bericht vorgelegt. Finanziert und veröffentlicht hat die Arbeit die Generaldirektion Kommunikationsnetze, Inhalte und Technologien der Europäischen Kommission.

Wachsende Cloud, wachsender Energiebedarf

Im Zentrum der Untersuchung stand das Fortschreiten der Digitalisierung und der Ausbau des Cloud Computing sowie der damit verbundene und exponentiell wachsende Energiebedarf zum Speichern, Verarbeiten und Transferieren der Daten. Denn das Wachstum der Infrastruktur hebt die Effizienzgewinne durch die Modernisierung von Hardware, Software, Rechenzentrumsinfrastruktur mehr als auf. Darüber hinaus untersucht die Studie auch die Entwicklung freiwilliger und regulatorischer politischer Instrumente und stellt Richtlinienoptionen bereit, um umweltfreundliche Cloud-Dienste sowie eine energieeffiziente Rechenzentrums- und Netzwerklandschaft zu fördern.

Der Abschlussbericht, der sich in Überblick, technische Bewertung und Politikanalyse gliedert, führt aus, dass der Energieverbrauch von Rechenzentren in der EU inzwischen 2,7 Prozent des Gesamtstrombedarfs in der EU betrage. Waren es 2010 noch 53,9 TWh pro Jahr, stieg der Bedarf 2018 bereits auf 76,8 TWh pro Jahr an. Bis 2025 wird der Bedarf voraussichtlich um weitere 21 Prozent auf 92,6 TWh/Jahr steigen.

Besonders stark wächst der Anteil der Cloud-Rechenzentren: 2010 benötigten sie 10 Prozent des Energieverbrauchs der Rechenzentren, 2018 bereits 35 Prozent. 2015 werden es voraussichtlich 60 Prozent sein. Nord- und Westeuropa beheimatet die größten und meisten Rechenzentren und zeichnete sich damit 2018 für 82 Prozent des Energieverbrauchs von Rechenzentren verantwortlich, Tendenz steigend.

Programmierer sind gefordert

Da sich die Effizienz der Infrastruktur in den letzten Jahren deutlich verbessert hat, werden die verbleibenden Energieeffizienzpotenziale kleiner. Eine große Rolle kommt nun der energiebewussten Softwareentwicklung zu, insbesondere bei rechenintensiven Anwendungen wie Crypto Mining und KI. Auch die Datennetze sind energieeffizienter geworden, doch steigt auch hier der Gesamtenergieverbrauch aufgrund zusätzlicher Netze – insbesondere beim Mobilfunk.

Um ein schnelles Wachstum des Energieverbrauchs zu verhindern, müsse die steigende Nachfrage nach zentraler Rechenkapazität durch eine Erhöhung der Effizienzgewinne kompensiert werden. Hier ist die Politik gefragt. Dazu hat die Studie sieben zusammenfassende Empfehlungen für eine geeignete FTE-Politik (Forschung und technologischen Entwicklung) formuliert:

• Festlegung der Transparenzanforderungen und Förderung einheitlicher Indikatoren für die Energieeffizienz
• Förderung der Verwendung von Cloud-nativen Optimierungstools für Cloud Computing
• Unterstützung technologischer Innovationen für bestimmte Themen
• Verbesserung der Softwareeffizienz
• Nutzung des Potenzials von KMU und Förderung Cloud-Fähigkeit von KMU
• Konzentration auf die Erforschung neuer Trends
• Integration der Energieeffizienz von Cloud-Diensten in andere FTE-Programme

Darüber hinaus müsse das öffentliche Beschaffungswesen umweltfreundlicher werden und auf Grundlage einheitlicher Regelungen für die europäischen Behörden seinen Teil zur Senkung des Energiebedarfs beitragen. Die Untersuchung von Best-Practice-Beispielen für energieeffiziente Rechenzentren haben eine Vielzahl von Ansätzen zutage gefördert. Als die gängigsten Ansätze nennt die Studie:

• Effizientere Kühlsysteme
• Wiederverwendung von Wärme etwa für Fernwärme
• Virtualisierung von Software, optimale Nutzung der Serverkapazität
• Energieeffiziente Genomik
• Ökodesign für Infrastruktureffizienz
• Nutzung erneuerbarer Energien zur Versorgung von Rechenzentren
• Bau von Rechenzentren in Regionen mit kaltem Klima

Dagegen konnten die Autoren für energieeffiziente Netzwerk-Dienste, Datenübertragung und Codierung lediglich vereinzelte Beispiele in der Forschung finden, die aber nie kommerzialisiert wurden. Als politische Instrumente zur Steigerung der Energieeffizienz hat die Studie folgende Maßnahmen identifiziert:

• Informations- und Sensibilisierungsmaßnahmen
• Maßnahmen zur Verbesserung der Transparenz
• Richtlinien für energieeffizientes Cloud Computing
• Zertifizierungssysteme
• Etiketten
• Anreize
• Standards
• Anpassungen des Rechtsrahmens
• Optionen zur Stimulierung des energieeffizienten Cloud Computing in GPP
• Sensibilisierung für die Politik
• Maßnahmen zur Förderung von Entwicklung und Innovation

Der vollständige Abschlussbericht steht bei der Europäischen Kommission zum Download bereit. Am Dienstag hatte erst die eco Allianz ihre Studie zu energieeffizienten Rechenzentren vorgestellt.

(sun)