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13.10.2008

Der Druck auf die IT wächst

Im Jahr 2007 hat die Menschheit mehr Kohlendioxid freigesetzt als jemals zuvor. Das Öko-Verhalten muss sich radikal ändern.

Als vor zwei Wochen das Global Carbon Project (GCP) seine Kohlenstoff-Bilanz vorlegte, bestätigten sich die schlimmsten Befürchtungen in Sachen Umweltzerstörung: Die CO2-Emission lag noch über den pessimistischsten Annahmen, die die Forscher des Weltklimarats IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) formuliert hatten. Und sie lagen weit über den Schadstoffgrenzen, die das Kyoto-Protokoll festgeschrieben hat. Die Menschheit hat im vergangenen Jahr 36,5 Milliarden Tonnen des Treibhausgases in die Atmosphäre geblasen - eine Steigerung um 2,8 Prozent gegenüber 2006.

Nach einer Berechnung von Gartner ist die ITK-Branche für zwei Prozent des weltweiten CO2-Ausstoßes verantwortlich. Damit trägt die Informationstechnologie im gleichen Maß zur Umweltverschmutzung bei wie der weltweite Flugverkehr oder wie 320 Millionen Kleinwagen. Um diese Kohlenstoffbelastung zu neutralisieren, brauchte es pro Jahr rund 60 Milliarden Bäume.

Die Umweltbelastung steigt

Anders als im Kyoto-Protokoll vereinbart, sinkt die Umweltbelastung nicht. Ganz im Gegenteil nimmt sie sogar zu. Dabei haben die westlichen Nationen keinen Grund, mit dem Finger auf Indien und China zu deuten. A.T. Kearney hat in der Studie "Von Green IT zu Green Business" berechnet, dass sich die CO2-Belastung der Umwelt durch den Energieverbrauch der ITK in Unternehmen allein in Deutschland von zehn Millionen Tonnen im Jahr 2000 auf 31 Millionen Tonnen im Jahr 2020 mehr als verdreifachen wird - wenn es keine Gegenmaßnahmen gibt.

Einer Studie des Borderstep-Instituts zufolge hat sich der Energiebedarf von Rechenzentren in Deutschland in der Zeit von 2000 bis 2006 auf rund 8,7 Milliarden Kilowattstunden mehr als verdoppelt. Um den Energiebedarf der etwa 50 000 Data Center hierzulande zu decken, die pro Jahr rund 5,6 Millionen Tonnen Kohlendioxid erzeugen, wären drei Kohlekraftwerke nötig. Wenn keine Anstrengungen unternommen werden, den Energiekonsum drastisch einzuschränken, wird der Stromverbrauch von Rechenzentren bis zum Jahr 2010 von 8,7 auf 12,88 Milliarden Kilowattstunden steigen, prognostizieren die Forscher.

Man kann die Rechnung auch anders herum aufmachen: Borderstep ermittelte, dass sich zwischen 2000 und 2006 die Stromkosten aufgrund der gestiegenen Energiepreise mehr als verdreifacht haben. Das Berliner Institut hatte die Studie im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) und des Bundesverbands Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e.V. (Bitkom) erarbeitet.

Neue Technik braucht mehr Energie

Global ergibt sich kein anderes Bild: Verbrauchten im Jahr 2000 rund 14 Millionen Server weltweit etwa 58 Milliarden Kilowattstunden Energie, so werden 2010 dreimal so viele Server 216 Milliarden Kilowattstunden benötigen. Gerade erst hat das Marktforschungsunternehmen IDC alarmierende Zahlen bekannt gegeben: Einer aktuellen Studie vom Oktober 2008 zufolge ist der Energieverbrauch von Servern und Data Center in Europa von 2007 im Vergleich zu 2006 um satte 13 Prozent gestiegen.

IDC-Analyst Giorgio Nebuloni erklärt das zum unwesentlicheren Teil mit der wachsenden Zahl von Servern: "Verantwortlich für den immensen Hunger nach Energie sind vor allem technische Weiterentwicklungen wie die in aller Regel zum Einsatz kommenden Multicore-Prozessoren in den Maschinen." Die Anstrengungen, die die IT-Industrie aufbringe, um energieeffiziente Komponenten zu erfinden und zu entwickeln, reichten nicht aus, um den gesteigerten Energieverbrauch heutiger Server zu kompensieren.

Straßenbeleuchtungen und Ampeln

verschlangen in Westeuropa nach IDC-Berechnungen allein Server mehr als 16,3 Terawattstunden (= 16,3 Milliarden Kilowattstunden) an Energie. Das sei mehr als zweimal so viel Elektrizität, wie nötig wäre, um die Straßenbeleuchtungen und Verkehrsampeln in ganz Großbritannien zu befeuern. Alle Data Center in Westeuropa zusammen haben 2007 nach IDC-Schätzungen 40 Terawattstunden überschritten.

Es gibt also gewichtige Gründe für die ITK-Branche, sich des Themas Umweltbelastung ernsthaft anzunehmen. Bislang verkommt "Green IT" allerdings noch oft zum inhaltsleeren Schlagwort für Hersteller-PR. Wahrscheinlich auch deshalb hat sich Gartner-Analyst Simon Mingay von dem Begriff, den er 2003 selbst prägte, losgesagt. Er spricht heute etwas sperriger von "Environmentally Sustainable IT" - was das grundsätzliche Anliegen und die elementare Herausforderung für die ITK-Branche auch besser umreißt.

Experten wie Peter Foster, Director von The Green IT Report, oder Bitkom und BMU in ihrem Leitfaden "Energieeffizienz im Rechenzentrum" drücken dabei unisono aus: Moderne Informationstechnik kann wesentlich zur Reduktion der CO2-Emissionen beitragen.

Und es gibt auch schon einige Unternehmen, die begonnen haben, ihre IT grüner zu betreiben (siehe Kasten "Heizen, was das RZ hält"). Bei dem von der computerwoche ausgerichteten Wettbewerb zum CIO des Jahres bewerben sich immer mehr Top-IT-Verantwortliche sowohl aus Behörden als auch aus Großkonzernen mit Green-IT-Projekten. Die Experton Group geht davon aus, dass von 2007 bis 2010 der Markt für Green IT im Schnitt um 66 Prozent wachsen wird. Anwender würden zunehmend darauf achten, wie viel Energie IT-Produkte wie PCs, Server, Speicher oder etwa Infrastrukturkomponenten wie Switches (siehe Seite 20 "Das Netz - der heimliche Stromfresser") verbrauchen. Gartner prophezeit, dass innerhalb der kommenden zwei Jahre drei von vier Unternehmen Umweltaspekte in ihre IT-Planungen einbeziehen werden.

Insbesondere Einkäufern in Bund, Ländern und Kommunen ist die Bedeutung der Energieeffizienz von IT-Systemen in den vergangenen Jahren zunehmend bewusst geworden. Der Branchenverband Bitkom, das BMU, das Beschaffungsamt des Bundesministeriums des Innern (BMI) sowie das IT-Amt der Bundeswehr haben deshalb ein gemeinsames Beschaffungsportal für IT-Produkte eingerichtet. Hier kann man sich auch über die Umwelteigenschaften von ITK-Produkten informieren.

Stromfresser PC

Es lohnt sich sowohl für Unternehmen wie für Privatkonsumenten, einmal genauer darauf zu schauen, wie viel Energie etwa ein PC, ein Notebook, Monitore oder Drucker verbrauchen. Das Öko-Institut e.V. hat mit EcoTopTen eine Initiative ins Leben gerufen, die Ratschläge gibt und Vergleiche anstellt darüber, wie umweltverträglich Geräte und eben auch IT-Produkte sind. Ergebnis: Je nachdem, mit welchen Komponenten - insbesondere bei den Stromfressern Prozessor, Grafikkarte und Monitor - ein Mobil- oder Desktop-Rechner ausgestattet ist, kann der jährliche Stromverbrauch bei einem in puncto Energieeffizienz sehr schlechten Rechner bis zu dreimal so hoch sein wie bei einem System, das EcoTopTen empfehlen würde.

EU regelt den Stromverbrauch

Eine Studie des "Energy Saving Trust" der britischen Regierung sagt, Konsumenten könnten den Energieverbrauch von Geräten bestenfalls sogar auf ein Sechstel reduzieren - die Briten rechnen hier allerdings den gesamten Gerätepark eines Haushalts ein und nicht nur Computersysteme im weitesten Sinn. Hier hilft eine Angabe der Industrie-Initiative "Climate Savers Computing". Sie hat berechnet, dass ein typischer PC die Hälfte seines gesamten Energieverbrauchs völlig unnütz verschwendet. Und Gartner will herausgefunden haben, dass allein in Deutschland 30 Millionen PCs im Standby-Modus Strom im Wert von 360 Millionen Euro verbrauchen. Nicht von ungefähr kommt deshalb auch ein Beschluss der EU-Kommission: Danach dürfen ab 2010 PCs im Bereitschaftsmodus höchstens noch ein Watt pro Stunde verbrauchen.

Zu Recht weist Ulrike Kallert, Greenpeace-Mitglied und Chemiefachfrau, darauf hin, dass bei korrekter Rechnung nicht nur die Umweltbelastung durch den Gebrauch des Rechners berücksichtigt werden müsste. Vielmehr sollte auch die Herstellung eines Computers in seine Gesamt-Öko-Bilanz einfließen. Das Freiburger Öko-Institut geht davon aus, das sich die Belastung der Umwelt durch einen PC zu 40 Prozent auf dessen Herstellung und zu 60 Prozent auf dessen Benutzung zurückführen lässt. Das Institut kalkuliert hier damit, dass der Rechner pro Tag vier Stunden läuft.

Öko-Effizienz auch im RZ

Auch die Umweltverträglichkeit von großen IT-Systemen lässt sich berechnen. Green Grid, eine Vereinigung von IT-Profis, hat mit dem PUE- (Power Usage Effectiveness) und dem DCIE-Index (Data Center Infrastructure Efficiency) für Rechenzentren ökologische Maßeinheiten entwickelt, die heute weltweit anerkannt sind und genutzt werden.

Der Quotient PUE bezeichnet dabei den gesamten Stromverbrauch eines Rechenzentrums, geteilt durch die Summe der Stromverbräuche aller dort eingesetzten IT-Geräte. So bedeutet beispielsweise ein PUE-Wert für ein Rechenzentrum von 3,0, dass das RZ dreimal so viel Energie verbraucht, wie die in ihm betriebenen Geräte in Summe benötigen würden - mithin eine schlechte Energieeffizienz. Ein Data Center wie etwa das der Rehau AG besitzt mit einem PUE-Wert von 1,7 eine vergleichsweise sehr gute Energieeffizienz.

Mit Green IT lässt sich nicht nur Geld sparen, sondern auch verdienen. Grüne Rechenzentren sind ein gutes Werbeargument für Kunden. Bekannt geworden ist der Fall einer Bank aus Frankfurt am Main: Die warb damit, dass Kunden, die bei ihr ein Konto haben, auch etwas für die Umwelt tun. Ihr Rechenzentrum sei grün, die Transaktionsabwicklungen also ökologisch besonders wertvoll. Brancheninsider äußern zwar Zweifel an den umweltschonenden Eigenschaften des Banken-RZ. Funktioniert hat die PR aber anscheinend trotzdem: 10 000 Bankkunden sollen ihr Finanzinstitut gewechselt haben, um ihr Konto ökologisch korrekt aufzuladen.

QB10, ein Dienstleister für elektronische Rechnungslegung, wirbt ebenfalls mit dem Öko-Argument. Weil QB10-Kunden sich ihre Rechnungen digital erstellen lassen, habe man im Jahr 2007 dazu beigetragen, dass 1123 Bäume weniger zu Papier verarbeitet wurden.

Dell wiederum, weltweit neben Hewlett-Packard (HP) der größte PC-Verkäufer, pflanzt Bäume, um seine Öko-Bilanz auszupäppeln.

Geschäftsreisen im Konferenzraum

Cisco reduziert seine Flugreisen und damit den CO2-Ausstoß pro Mitarbeiter, indem es mittels einer Unified-Communications-Videokonferenzlösung weltweit 15 000 Meetings pro Jahr am Fernseher abhält. Wiewohl keine IT-getriebene Lösung im engeren Sinn, ist es doch unter Umweltaspekten effektiv. Die WWF-Umweltorganisation glaubt, dass 28 Millionen Tonnen CO2 - immerhin der gesamte jährliche IT-Stromverbrauch Deutschlands - weniger in die Atmosphäre geblasen würden, wenn weltweit jede vierte Geschäftsreise im Videokonferenzraum anfangen und enden würde.

HP wiederum hält große Stücke darauf, dass es nicht nur seine eigenen CO2-Emissionsdaten, sondern auch die seiner weltweiten Zulieferer veröffentlicht. Nach den neuesten Angaben haben die Partner die Umwelt im Jahr 2007 mit insgesamt 3,5 Millionen Tonnen Kohlendioxid belastet.

Ratlos bei der Realisierung

Nach wie vor aber sind viele IT-Verantwortliche etwas ratlos, wenn sie Gedankenmodellen ökologische Taten folgen lassen sollen. So einfach ist es nicht, sich einen grünen Anstrich zu verpassen. Vor allem muss zunächst viel Geld in die Hand genommen werden, um eine ökologisch korrekte Unternehmens-ITK aufzubauen (siehe Artikel "Wer Green IT sagt, muss zuerst zahlen").

Seit Neuestem kann solchen Ratsuchenden aber Hilfe geboten werden. Sowohl die Dekra als auch der TÜV Rheinland bieten für Data Center Zertifizierungsaudits an, die Rechenzentren auf ihre Öko-Bilanz testen. Kann ein Unternehmen nachweisen, dass es durch geeignete Instrumente und Verfahren seine Energieeffizienz konsequent verbessert, erhält es ein Zertifikat. Hier werden unter anderem der PUE-Wert und die CO2-Emission aufgeführt.

Bei diesen Audits kommen dann alle Innereien eines Rechenzentrums unter die Lupe. In die Auswertung rechnen die Zertifizierer Server, Clients, Massenspeicher, Drucker, Netzinfrastruktur und unterbrechungsfreie Stromversorgung genauso wie Notstromaggregate, die Kühltechnik, aber auch Kriterien wie Qualitätssicherungsmaßnahmen, Management-Prozesse und das System-Management eines RZ ein.

Links zu Green IT

Global Carbon Project: http://www.globalcarbonproject.org;

Umweltbundesministerium: http://www.bmu.de/allgemein/aktuell/160.php;

Green IT Report: https://www.pac-online.com/pac/pac/live/pac_world/green_it/index.html

Borderstep-Institut: http://www.borderstep.de;

IPCC: http://www.ipcc.ch;

Bitkom/BMU-Leitfaden "Energieeffizienz im Rechenzentrum":http://www.bitkom.org/de/publikationen/38337_53432.aspx;

Eco Top Ten: http://www.ecotopten.de/produktfeld_computer.php;

The Green Grid: http://www.thegreengrid.org/home;

Green-Grid-Energiemaßeinheiten PUE und DCIE: http://www.thegreengrid.org/gg_ content/TGG_Data_Center_Power_Efficiency_Metrics_PUE_and_DCiE.pdf;

Beschaffungsportal von Bitkom, BMI, BMU und Bundeswehr: www.itk-beschaffung.de;

EU-Programm Energy Star: http://www.eu-energystar.org/de/index.html;

Climate Savers Computing: http://www.climatesaverscomputing.org.

Das hört sich komplex an - und es ist komplex. Vor allem vor dem Hintergrund, dass Dekra und TÜV solche Zertifikate nur vergeben, wenn ein Unternehmen sich diesen Audits Jahr für Jahr stellt. Nur so können schließlich Veränderungen festgestellt, deren Auswirkungen in eine Gesamtrechnung einbezogen und ökologisch kalkuliert werden.

Fazit

Gartner-Analyst Simon Mingay konnte vor fünf Jahren vielleicht nicht ahnen, was er mit dem Begriff Green IT lostreten würde. Heute ist das Modewort in aller Munde. Trotzdem, so Mingay, hätten bislang nur wenige Manager begriffen, welche Umweltbelastungen sie mit ihrer Unternehmens-IT der Welt zumuten. Das wird sich ändern, ist sich Mingay sicher: "In den nächsten fünf Jahren wird der finanzielle, umweltpolitische, juristische und risikobezogene Druck auf Unternehmen stärker, ihre Organisationen grüner zu machen."

Heizen, was das RZ hält

Der Schweizer IT-Dienstleister GIB-Services in der Gemeinde Uitikon nahe Zürich hat ein Rechenzentrum gebaut, das die Abwärme der Server und Switches durch Wärmetauscher blasen und zum Aufheizen von Wasser für ein nahe gelegenes Hallenbad nutzen kann.

Der Rechenzentrumsbetreiber Hostway aus Hannover temperiert ebenfalls mit der Abwärme seines Rechenzentrums angrenzende Büros.

Die Wilken RZ GmbH setzt Konsolidierungs- und Virtualisierungsstrategien sowie neue Server-Techniken und ein System zum Ausbalancieren der Lastverteilung ein, um 15 Prozent des bisherigen Energieverbrauchs einzusparen. Intelligente Kühlkonzepte helfen dem Unternehmen darüber hinaus, den Energiebedarf seit 2005 konstant zu halten - obwohl die Zahl der genutzten Server pro Jahr um 20 Prozent steigt.

Die Alphaform AG hat ihre dezentral gelegenen Rechenzentren via Server- und Storage-Virtualisierung ebenfalls massiv konsolidiert. So wurde der Raumbedarf um 60, der Energiebedarf um 39 Prozent reduziert.

Das Klinikum rechts der Isar in München setzt nach einem Pilotprojekt im gesamten Klinikum mobile Thin Clients ein und konnte so den Energiebedarf um satte 80 Prozent senken.

Ähnlich GIB-Services und Hostway nutzt die Heinrich-Böll-Stiftung e.V. nach dem Neubau der Zentrale samt Rechenzentrum die dort anfallende Abwärme zur Gebäudeheizung.

Virtualisierung: Blade- ersetzen Tower-Server (ein Beispiel)

Verbrauch in Kilowattstunden

Kilowattstunden pro Jahr

Kosten pro Jahr Server Kühlung

Anzahl Systeme

Kosten pro Jahr Server Kühlung

Gesamt 1 Jahr

Verbrauch pro Tower-Server

0,300

2.628

263

263

160

42.048

42.048

84.096

Verbrauch pro Blade-Server

0,500

4.380

438

438

5

2.190

2.190

4.380

Verbrauch pro Storage

2,000

17.520

1.752

1.752

2

3.504

3.504

7.008

Summe Blade-Server und Storage

5.694

5.694

11.388

Kostenvorteil nach Server-Konsolidierung mittels Virtualisierung

36.354

36.354

72.708

Einmalige Kosten für Hard- und Software

Kosten pro Tower-Server

3300

160

Kosten insgesamt:

528.000

Kosten pro Blade/Storage

45.000

5

Kosten insgesamt:

225.000

Kostenvorteil

303.000